(57)【要約】【課題】列車ＡＴＳ装置の情報信号伝達量を増大させるようにした多重共振地上子および情報伝達方法に関し、信頼性を維持し、小型化に伴うノイズ特性を向上し、かつ、変周チャンネル増加の要求に対応すること。【解決手段】共振回路５１の共振点はスイッチＳ１の動作により可変設定され、共振回路５２の共振点はスイッチＳ２の動作により可変設定される。共振回路５１と共振回路５２とが接続されて閉回路を構成している。スイッチＳ１の動作とスイッチＳ２の動作は独立に制御される。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の共振点を可変設定する第１の可変手段を有する第１の共振回路と、第２の共振点を可変設定する第２の可変手段を有する第２の共振回路とが接続されて閉回路を構成しており、前記第１および第２の共振点を持つことを特徴とする多重共振地上子。
【請求項２】
請求項１に記載の多重共振地上子において、
前記第１の共振回路は、第１のインダクタンスと第１のスイッチと第１の複数のキャパシタンスが直列接続されており、
前記第２の共振回路は、第２のインダクタンスと前記第１のスイッチと独立に動作する第２のスイッチと第２の複数のキャパシタンスが直列接続されており、
前記第１および第２のスイッチが動作して前記第１および第２の複数のキャパシタンスから選択的に接続したキャパシタンス値に応じて前記第１および第２の共振点が可変されることを特徴とする多重共振地上子。
【請求項３】
請求項２に記載の多重共振地上子において、
前記第１の複数のキャパシタンスと前記第２の複数のキャパシタンスは同数のｎ個であって、前記第１および前記第１の共振回路にそれぞれｎ個の共振点が割り付けられており、ｎ＋１Ｃ２通りの情報を提供することを特徴とする多重共振地上子。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の多重共振地上子と、
周波数時分割共振判定方法による地上子検出装置とを用いて多値情報を伝達することを特徴とする情報伝達方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は多重共振地上子および情報伝達方法に関し、特に詳細には、列車ＡＴＳ装置の情報信号伝達量を増大させるようにした多重共振地上子および情報伝達方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
変周式ＡＴＳ装置と情報のやり取りを行なう地上子は、一般的には一つの閉回路で、一つの共振点が構成されて、一つの情報が伝達される。
また近年、列車の高密度運転制御の必要性から、情報量の増大が求められ、車上装置の変周チャンネル増加の要求により、変周回路の広帯域化によるＳ／Ｎの減少や保線作業の効率を向上させるため、および地上子の枕木取付けを可能とするために小型化されてきている。
【０００３】
図１は、このような従来の地上子の一例を示しており、一つのスイッチＳとＬとＣの閉回路で小型に構成されている。地上子で制御する情報が存在する場合は、スイッチＳを開放することで共振回路が構成される。この状態でＡＴＳ装置を搭載した列車が通過すると情報の伝達が行なわれる。情報の伝達方法として、車上装置において、変周式ＡＴＳ装置を用いる方法や共振判定方法が用いられている。
【０００４】
変周式ＡＴＳにおいては、図２に示すように車上装置として車上子１のコイルを帰還回路とした増幅器１１による常時発振周波数ｆ１の発振回路１２を設け、走行している列車の車上子１が地上子１０の上を通過するときに、発振回路１２の常時発振周波数ｆ１が地上子１０に設定された共振回路の共振周波数ｆ２に変周することを利用して情報を伝達する（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ＢＰＦ１３ａとＢＰＦ１３ｂの通過帯域は異なっており、変周前はＢＰＦ１３ａから周波数ｆ１の信号が出力される。変周によりＢＰＦ１３ａからの出力が停止し、ＢＰＦ１３ｂから周波数ｆ２の信号が出力されるようになる。このように通過帯域を設定したＢＰＦ１３ａ，１３ｂの出力信号を検出し、列車へ停止信号や速度信号とし、または許容走行速度信号として情報を伝達する。
【０００６】
これらの情報量を増やす手法として、地上子を例えば図３または図４で示す構成とし、より多くの周波数に変周することが提案されている。
【０００７】
図３は、ＬｎとＣｎ（ここではｎ＝１から４の自然数）で構成された個々の共振回路をスイッチＳｎで切替えることで多点の共振点を提供する手法を採用したものである。図４は、１つのＬに対しスイッチＳを介してｎ（ここではｎ＝１から４の自然数）個のＣを接続し、スイッチＳによってＬに接続するＣを選択的に切替えることで、多点の共振点を持った共振回路を構成したものである。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−３５１３７０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
これら従来の構成の地上子（図３，図４のタイプ）は、多点の共振点を設ける際に近接のＬが結合するため、共振周波数の調整が非常に困難であり、小型化が困難な問題がある。また、機械的接点を有するスイッチＳが多くなるほど信頼性の低下につながる。
【００１０】
一方、これらの地上子は、従来の変周式ＡＴＳ装置では同時に２点以上の周波数に変周できないので使用することはできない。また、従来の共振判定方法でも、信号源を多重にして共振周波数をＢＰＦで選別した後にＤＣレベルで判定する装置を用いるものがあるが、車上装置の調整と小型化が難しい状況である。
【００１１】
また、一つの共振点を構成する地上子（図１のタイプ）は小型化により車上子との結合時間が短くなっており、同様に、多点の共振点を提供するタイプのものも、一つの共振点を構成する部分も車上子との結合時間が短くなっている。このため、帰線電流やパンタグラフの離線によるインパルスノイズ、あるいは車両制御装置のスイッチングノイズや高周波誘導ノイズの影響を受けやすくなっている。
【００１２】
本発明の目的は、機械的接点の数を増大させずに地上子の基本形状を維持して信頼性を低下させることなく１つの地上子で２点の共振点を持たせて同時に２波検出し、２点の組み合わせをｎ＋１Ｃ２（ｎは１つの地上子の共振点の数）通りとする構成を採用することで、地上子の小型化に伴うノイズ特性を向上させつつ、車輌からの変周チャンネル増加の要求にも対応することのできる多重共振地上子を提供することである。
【００１３】
本発明の別の目的は、周波数時分割共振判定方法による車両検出装置と組合せて使用することで情報伝達を行なう情報伝達方法を実施することのできる多重共振地上子を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明の一態様では、第１の共振点を可変設定する第１の可変手段を有する第１の共振回路と、第２の共振点を可変設定する第２の可変手段を有する第２の共振回路とが接続されて閉回路を構成しており、前記第１および第２の共振点を持つ形態の多重共振地上子を実施した。
【００１５】
ここで、前記第１の共振回路は、第１のインダクタンスと第１のスイッチと第１の複数のキャパシタンスが直列接続されており、前記第２の共振回路は、第２のインダクタンスと前記第１のスイッチと独立に動作する第２のスイッチと第２の複数のキャパシタンスが直列接続されており、前記第１および第２のスイッチが動作して前記第１および第２の複数のキャパシタンスから選択的に接続したキャパシタンス値に応じて前記第１および第２の共振点が可変される形態とすることができる。
【００１６】
ここで、前記第１の複数のキャパシタンスと前記第２の複数のキャパシタンスは同数のｎ個であって、前記第１および前記第１の共振回路にそれぞれｎ個の共振点が割り付けられており、ｎ＋１Ｃ２通りの情報を提供する形態とすることができる。
【００１７】
上記の目的を達成するために本発明の別の態様では、上記各形態のいずれかとされた多重共振地上子と、周波数時分割共振判定方法による地上子検出装置とを用いて多値情報を伝達する情報伝達方法を実施した。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の上記および他の目的、特徴および利点を明確にすべく、以下添付した図面を参照しながら、本発明の実施の形態につき詳細に説明する。
【００１９】
図５は本発明に係る多重共振地上子の一実施形態の構成図である。
本実施形態の地上子は、共振回路５１と共振回路５２から構成される。共振回路５１は、インダクタンス素子（コイル）Ｌ１とのスイッチＳ１とキャパシタンス素子（コンデンサ）Ｃ１，…，Ｃ９からなる。スイッチＳ１が外部からの制御信号によって動作して切り換わることで、キャパシタンス素子Ｃ１，…，Ｃ９のいずれかとインダクタンス素子Ｌ１が選択的に接続され、直列共振回路を構成して共振点を有する。スイッチＳ１が接点５３と導通したときは共振点を持たない。
【００２０】
共振回路５１は共振回路５２と同一構成であり、外部からの制御信号によってスイッチＳ２が動作して切り換わるが、スイッチＳ１とスイッチＳ２の切り換え動作は独立に制御される。異なる参照符号が付されたインダクタンス素子とキャパシタンス素子は値が異なり、かつ、各共振回路が直列共振回路を構成したときの共振点が異なる値に設定されている。
【００２１】
このような構成の共振回路５１と共振回路５２が互いに接続されて一つの閉回路を構成し、スイッチＳ１とスイッチＳ２の切り換え動作により設定された９Ｃ２個の共振点が列車ＡＴＳ装置からの信号と共振することで、両共振回路または一方が無信号時と併せると、１０Ｃ２通りの情報の伝達が行われることになる。
【００２２】
共振を検出する方法としては、本願発明の出願人らが提案する周波数時分割共振判定方法を用いる。この方法によれば、周波数を時分割に変更して共振判定を行うことから、容易に多値の情報伝達が可能である。
【００２３】
地上子の共振回路５１と共振回路５２がとり得る共振点を９２ｋＨｚ，１００ｋＨｚ，１０８ｋＨｚ，１１６ｋＨｚ，１２４ｋＨｚ，１３２ｋＨｚ，１４０ｋＨｚ，１４８ｋＨｚ，１５６ｋＨｚの９チャンネルとし、共振回路５１と共振回路５２に９チャンネルを割り当てる。共振回路５１と共振回路５２が同一の共振点をとることがないようにスイッチＳ１とＳ２を制御した場合、００（共振回路５１と５２が共に無信号時）を含む２進数で各チャンネルの状態を表現とすると、共振点の組合せは、図６に示す通り１０Ｃ２＝４６通りとなる。
【００２４】
図６の２進数表現において、上位ビットから順にｂｉｔ８は９２ｋＨｚを、ｂｉｔ７は１００ｋＨｚを、ｂｉｔ６は１０８ｋＨｚを、ｂｉｔ５は１１６ｋＨｚを、ｂｉｔ４は１２４ｋＨｚを、ｂｉｔ３は１３２ｋＨｚを、ｂｉｔ２は１４０ｋＨｚを、ｂｉｔ１は１４８ｋＨｚを、ｂｉｔ０は１５６ｋＨｚの共振点を表わしている。すべてのｂｉｔが０の場合は無信号であり、１が立ったｂｉｔの周波数で共振することが示されている。
【００２５】
このように、周波数時分割共振判定方法を用いて地上子の構成を多重共振回路構成とした本実施形態によれば、図１に示した従来例と比べて情報伝達量を格段に増大することができ、変周チャンネル増加の要求に対応して列車に対しての情報量の拡充を図ることが可能である。また、図３や図４に示した従来例と比べインダクタンス素子，キャパシタンス素子が少ない構成で実施可能であることから小型化が容易であるとともに、機械的接点を有するスイッチが増加しないことから信頼性を維持することもできる。また、インダクタンス素子は２つで良いことから、隣接のＬによる結合を最小限に抑えることができ、形状も現状の大きさで構成できる。
【００２６】
なお、地上子の共振点は路線により異なり、上記実施形態では一例として９点としたにすぎない。チャンネル数および／または共振点の組合せ方を変えることは、別の実施形態として当然なし得るものであり、また、２つの共振回路に割り当てるチャンネル数を互いに異なる数とする（キャパシタンス素子の数を異ならせる）ことも可能である。
【００２７】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内において、当業者であれば実施形態を適宜変更して実施し得ることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の地上子の一例の概略構成図である。
【図２】従来の変周式ＡＴＳ装置例の概略構成図である。
【図３】多点切替えによる従来の地上子の一例の概略構成図である。
【図４】多点切替えによる従来の地上子の別の例の概略構成図である。
【図５】本発明に係る多重共振地上子の一実施形態の構成図である。
【図６】本発明に係る多重共振地上子で構成できる信号情報量の組合せ数を示す説明図である。
【符号の説明】
１  車上子
１０  地上子
１１  増幅器
１２  発振回路
１３ａ，１３ｂ  ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）
５１，５２  共振回路
Ｌ，Ｌ１，…，Ｌ４  インダクタンス素子（コイル）
Ｃ，Ｃ１，…，Ｃ９  キャパシタンス素子（コンデンサ）
Ｓ，Ｓ１，…，Ｓ４  スイッチ
【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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