(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車の走行する軌道に沿って列車検知の区分毎に布設されたループ線の始端側にチェック信号を印加し、そのループ線の終端側から受信した信号に基づいて、そのループ線上の列車を検知するループ式列車検知装置において、
前記ループ線の終端側から受信する前記チェック信号と、その列車の先頭部から前記ループ線に送信される先頭信号及びその列車の後尾から前記ループ線に送信される後尾信号とをそのループ線の終端側から受信し、それぞれの受信した信号を共通のハードウェアで処理して、信号をデジタル信号に変換した後、その信号中に含まれているチェック信号、先頭信号及び後尾信号を二系列でソフトウェアにより解析して、各信号別の搬送波と変調波を抽出し、二系列で処理した信号同士を照合する信号抽出手段と、
前記チェック信号の照合処理より、ループ線及び共通のハードウェアの故障検出を行う第１検知手段と、
前記チェック信号、先頭信号及び後尾信号の組合せを論理的に判断して列車検知を行う第２検知手段と、
を有することを特徴とするループ式列車検知装置。
【請求項２】
請求項１に記載のループ式列車検知装置において、ループ線の終端側から受信したチェック信号、先頭信号及び後尾信号の信号周波数を、ヘテロダイン検波により低い周波数の信号に周波数変換処理した後、Ａ／Ｄ変換回路によりデジタル信号に変換する変換手段を設けたことを特徴とするループ式列車検知装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のループ式列車検知装置において、複数のループ線から受信した信号をマルチプレクサ回路を用いて時分割的に信号抽出手段、第１検知手段及び第２検知手段で処理することを特徴とするループ式列車検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ループ式列車検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来のループ式列車検知装置の概略構成図である。チェック信号発生部１から出力されたチェック信号（ｆＣＨ）は、列車イの走行する軌道に沿って布設されたループ線（ループコイル）Ｌの始端側に印加され、そのループ線の終端側からの信号は、前処理部１００に入力されるように構成されている。前処理部１００は、列車検知を行う検知部２００の前処理を行う機能を有している。
【０００３】
図４のループ式列車検知装置において、ループ線Ｌに列車イが在線していないときは、ループ線Ｌの終端側からは、チェック信号（照査信号）（ｆＣＨ）が前処理部１００に入力される。図４の丸１に示される波形は、前処理部１００に入力されるチェック信号（ｆＣＨ）を示していて、具体的には、９．３Ｋｈｚの搬送波を９２ＨｚにＡＭ変調した変調信号である。
【０００４】
前処理部１００に入力された信号は、受信レベル調整回路（以下、「ＡＴＴ回路」という）１１１でレベル調整されたのち、バンドパスフィルタ（以下、「ＢＰＦ」という）１１２でフィルタ処理され、次いで、増幅回路１１３において増幅処理されて検知部２００に出力されるように構成されている。
【０００５】
列車イがループ線Ｌに進入すると、その列車の先端部に設けられているアンテナ（車上子）ａ1 からループ線Ｌに列車イが進入したことを示す先頭信号（ｆＩＮ）がループ線Ｌに印加されるように構成されている。この先頭信号（ｆＩＮ）は、図４の丸２に示されるように、チェック信号（ｆＣＨ）と周波数の異なる信号で、列車イに搭載されている車上送信器ロにより生成されるように構成されている。したがって、列車イがループ線Ｌに進入すると、図４の丸３に示されるように、チェック信号（ｆＣＨ）に先頭信号（ｆＩＮ）の重畳した信号が検知部２００に入力される。
【０００６】
列車イのループ線Ｌにおける進入がさらに進み、列車イの最後尾もループ線Ｌ内に入ると、その最後尾に設けられているアンテナａ2 からの信号もループ線Ｌに印加されるように構成されている。この信号は、列車イに搭載されている車上送信器ハで生成されるもので、上記チェック信号（ｆＣＨ）及び先頭信号（ｆＩＮ）と異なる周波数で、具体的には、１０Ｋｈｚの搬送波を７２ＨｚにＡＭ変調した変調信号であって、この信号は、列車イの後尾部分がループ線Ｌに進入し、さらにそこから進出したことを検出するために用いられる後尾信号（ｆＯＵＴ）である。したがって、列車イの最後尾に設けられているアンテナａ2 がループ線Ｌに在線している間は、この後尾信号（ｆＯＵＴ）も検知部２００に入力される。
【０００７】
検知部２００には、シュミット回路、検波回路及びシュミット回路からなるチェック信号（ｆＣＨ）と先頭信号（ｆＩＮ）とを検出する第１受信部２０１と、増幅回路及び検波回路からなる後尾信号（ｆＯＵＴ）を検出する第２受信部２０２と、両受信部２０１，２０２の出力を加算する加算回路２０３とが設けられている。
【０００８】
検知部２００はまた、加算回路２０３の出力のうち、先頭信号（ｆＩＮ）及び後尾信号（ｆＯＵＴ）を識別する信号識別回路２０４と、加算回路２０３の出力のうちチェック信号（ｆＣＨ）を識別する信号照査回路２０５とを含んでいる。
【０００９】
信号識別回路２０４が先頭信号（ｆＩＮ）を入力したときは、第１出力（図４（ＩＮ）参照）を出力して図示されていない列車進入リレーを落下（ＯＦＦ）させるとともに、その第１出力を閉そく論理回路２０６に入力させるように構成されている。また、信号識別回路２０４が後尾信号（ｆＯＵＴ）を入力したときは、第２出力（ＯＦＦ）を出力して図示されていない列車進出リレーを落下（ＯＦＦ）させて、その第２出力を閉そく論理回路２０６に入力させるように構成されている。
【００１０】
信号照査回路２０５は、チェック信号（ｆＣＨ）を入力している間は、第３出力（ＣＨＫ）を出力して図示されていないチェックリレーを扛上（ＯＮ）させるとともに、その第３出力を閉そく論理回路２０６の出力とアンドをとるためのアンド回路２０７に出力させている。したがって、チェック信号（ｆＣＨ）が正常に受信されないときは、アンド回路２０７から軌道リレーＴＲを扛上させるための信号が得られず、軌道リレー（列車検知リレー）ＴＲが落下することとなる。
【００１１】
閉そく論理回路２０６は、ループ線Ｌの前方のループ線（図４のループ線Ｌの図示しない右側に位置するループ線）における軌道リレーＴＲの条件、及びその前方のループ線における列車進出（ＯＵＴ）条件を基に、さらに、信号識別回路２０４からの列車進入（ＩＮ）及び列車進出（ＯＵＴ）の信号を基に軌道リレーＴＲを駆動制御するように構成されている。
【００１２】
今、チェック信号（ｆＣＨ）が正常で、前方のループ線Ｌに列車が在線していないとき、ループ線Ｌに列車イが進入すると、チェック信号（ｆＣＨ）は、先頭信号（ｆＩＮ）により抑圧された状態となり（図４のE参照）、信号識別回路２０４からの第１出力（ＩＮ ）により列車進入リレーが落下し、これにより軌道リレーＴＲが落下してループ線Ｌへの列車検知が行われる。この検知状態は、後尾信号（ｆＯＵＴ）が検知部２００に入力されなくなるまで、つまり、ループ線Ｌから列車イが進出するまで続行される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のループ式列車検知装置においては、チェック信号を抑圧させるためにチェック信号の最小動作レベルを低く設定するようにしているので、周囲雑音によりチェック信号が抑圧されやすく、誤って列車検知が行われることがあった。
【００１４】
このような不都合を防止するために、抑圧方式によらず、ループ線の終端側から受信した信号そのものに基づいて列車検知を行う受信方式にすることも考えられるが、このような受信方式にすると、次のようなハード構成上のデメリットが発生してしまうという不都合がある。
【００１５】
すなわち、装置の故障のうち、車上ＩＮ，ＯＵＴ信号受信回路については、信号受信時に２重系の受信不一致を検出する方式となるために、ループ線上に列車が存在するときでなければ受信回路の故障を検知できないという不都合が生じる。また、各々の信号受信回路を２重系とし、受信不一致を検知して安全側に動作させる回路構成としなければならないため、機器数が増大するという不都合が発生する。さらに、特に、先頭信号の受信不一致故障が発生した場合、フェールセーフ側にする都合上、「列車あり」とする必要があり、先頭信号受信回路については、２重系であっても１系が故障すれば軌道リレーＴＲが落下するので、これを防ぐためには、２重系×２としなければならず、これによっても機器数が増大するという不都合が生じてしまう。
【００１６】
そこで、本発明は、上記欠点を解決するためになされたものであって、周囲雑音に強い受信方式を採用するにもかかわらず、ソフトウェア処理を有効に組合わせて、小型で、かつ、安価に製造することのできるループ式列車検知装置を提供することを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、列車の走行する軌道に沿って列車検知の区分毎に布設されたループ線の始端側にチェック信号を印加し、そのループ線の終端側から受信した信号に基づいて、そのループ線上の列車を検知するループ式列車検知装置において、（ａ）前記ループ線の終端側から受信する前記チェック信号と、その列車の先頭部から前記ループ線に送信される先頭信号及びその列車の後尾から前記ループ線に送信される後尾信号とをそのループ線の終端側から受信し、それぞれの受信した信号を、信号種別毎のハードウェアを用いずに、共通のハードウェアで処理して、信号をデジタル信号に変換した後、その信号中に含まれているチェック信号、先頭信号及び後尾信号を二系列でソフトウェアにより解析して、各信号別の搬送波と変調波を抽出し、二系列で処理した信号同士を照合する信号抽出手段と、（ｂ）前記チェック信号の照合処理より、ループ線及び共通のハードウェアの故障検出を行う第１検知手段と、（ｃ）前記チェック信号、先頭信号及び後尾信号の組合せを論理的に判断して列車検知を行う第２検知手段と、を有することを特徴としている。
請求項２に記載の発明は、上記ループ式列車検知装置において、ループ線の終端側から受信したチェック信号、先頭信号及び後尾信号の信号周波数を、ヘテロダイン検波により低い周波数の信号に周波数変換処理した後、Ａ／Ｄ変換回路によりデジタル信号に変換する変換手段を設けたことを特徴としている。
請求項３に記載の発明は、上記ループ式列車検知装置において、複数のループ線から受信した信号をマルチプレクサ回路を用いて時分割的に信号抽出手段、第１検知手段及び第２検知手段で処理することを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。図１は、一実施の形態に係るループ式列車検知装置の概略構成図である。なお、上記図４と同一の構成要素については同一の符号を用いて説明する。
【００１９】
図１において、列車イの走行する軌道に沿って布設されるループ線Ｌ及びそのループ線Ｌの始端側に接続されるチェック信号発生部１は、図４の従来装置と同一である。また、ループ線Ｌに沿って走行する列車イに搭載される車上送信器ロ，ハは、図４の従来装置においては後尾信号（ｆＯＵＴ）のみがＡＭ変調されてアンテナａ2 から出力されていたのに対し、ここでは、先頭信号（ｆＩＮ）もＡＭ変調されてアンテナａ1 から出力されるように構成されている。このように、本発明に係るループ式列車検知装置は、ループ線Ｌ側及び車上（列車イ）側の設備をほぼそのまま利用できるという特長を有している。
【００２０】
ループ線Ｌの終端側から入力した信号を処理する前処理部１０は、上記図４の従来装置の前処理部１００のＡＴＴ回路１１１、ＢＰＦ１１２及び増幅回路１１３と同じＡＴＴ回路１１、ＢＰＦ１２及び増幅回路１３以外に、ＡＴＴ回路１１とＢＰＦ１２との間にループ線Ｌの終端側から入力した高周波信号を低周波信号に変換する、ヘテロダイン検波（ビート検波）により低周波に変換する変換回路１４が設けられている。具体的には、先頭信号（ｆＩＮ）の搬送波の９．６Ｋｈｚは１Ｋｈｚ（７２Ｈｚ）（（）内の周波数は、ＡＭ変調された信号を表している。以下、同じ。）に、後尾信号（ｆＯＵＴ）の搬送波の１０Ｋｈｚは１．４Ｋｈｚ（７２Ｈｚ）に、チェック信号（ｆＣＨ）の搬送波の９．３Ｋｈｚは０．７Ｋｈｚ（９２Ｈｚ）に変換される。このように、前処理部１０において低周波に変換しておくと、次段の解析部２０におけるソフトウェア処理を効率的に行うことが可能となる。
【００２１】
解析部２０は、ＣＰＵを中心に構成されていて、前処理部１０で低周波に変換された信号をＡ／Ｄ変換回路２１ａ，２１ｂでそれぞれデジタル信号に変換した後、所定のソフトウェアにより検波処理する、Ａ系，Ｂ系からなる２重系の解析回路２２ａ，２２ｂを含んで構成されている。
【００２２】
この２重系（Ａ系，Ｂ系）の解析回路２２ａ，２２ｂは、全く同一の処理プログラムで演算処理される。同一構成からなるので、図１では、Ａ系のみが詳細に示されている。また、この図１に示される解析回路２２ａのブロック図は、検波のための演算処理の処理機能を示し、「ＢＰＦ」はバンドパスフィルタ処理機能を示し、そして、「ＲＭＳ」は実効値換算機能を示している。
【００２３】
解析回路２２ａ中、符号２３（ＩＮ）で示される処理は、先頭信号（ｆＩＮ）の搬送波１Ｋｈｚと、そのＡＭ変調信号７２Ｈｚを検波する機能、すなわち、それぞれの周波数の搬送波と変調波を抽出する機能を有している。
【００２４】
解析回路２２ａ中、符号２４（ＯＵＴ）で示される処理は、後尾信号（ｆＯＵＴ）の搬送波１．４Ｋｈｚと、そのＡＭ変調信号７２Ｈｚを検波する機能、すなわち、それぞれの周波数の搬送波と変調波を抽出する機能を有している。
【００２５】
解析回路２２ａ中、符号２５で示される処理は、チェック信号（ｆＣＨ）の搬送波０．７Ｋｈｚと、そのＡＭ変調信号９２Ｈｚを検波機能、すなわち、それぞれの周波数の搬送波と変調波を抽出する機能を有している。
【００２６】
なお、図１中、丸１〜丸７は、図１中の矢印で示される各部の抽出された波形を模式的に示したもので、このうち、丸４〜丸７は、丸３で示される前処理部１０の出力中から、２３（ＩＮ）〜２５（ＣＨ）の各検波処理で抽出された信号、すなわち、チェック信号の搬送波（丸４参照）、先頭信号の搬送波（丸５参照）、チェック信号の変調波（丸６参照）、先頭信号の変調波（丸７参照）をそれぞれ示している。
【００２７】
検知部３０は、ＣＰＵを中心に構成されていて、解析部２０のＡ系，Ｂ系の解析回路２２ａ，２２ｂの処理結果によりループ線Ｌにおける列車の先頭を検出するＩＮ受信判定回路３１、そのループ線Ｌにおける列車の後尾を検出するＯＵＴ受信判定回路３２、及びチェック信号を判定するＣＨ受信判定回路３２を含んでいる。なお、これら各判定回路３１〜３２として示される各ブロック図は、ソフトウエアによる処理機能を示したもので、それぞれＡ系，Ｂ系の解析回路２２ａ，２２ｂの処理結果を照合する照合機能と、その照合一致が得られたときの検出レベルを判定するレベル判定機能を有している。
【００２８】
図１中、３４は、検知部３０に含まれるアンド回路であって、上記各判定回路３１〜３３の判定結果を閉そく論理回路３５に取込むために用いられている。
【００２９】
閉そく論理回路３５は、アンド回路３４からの出力、ＯＵＴ受信判定回路３２の判定出力、チェック受信判定回路３３からの判定出力、ループ線Ｌの前方に位置するループ線（図１ではループ線Ｌの右側に位置する図示しないループ線）に設けられている列車位置検知装置の軌道リレーＴＲの条件（前方ＴＲ条件）、及び前記前方に位置するループ線における列車の後尾条件（前方ＯＵＴ条件）に基づいて軌道リレーを駆動制御するように構成されている。
【００３０】
上記構成のループ式列車検知装置において、前方に位置するループ線に列車が在線していないときで、かつ、ループ線Ｌに列車イが進入していないときは、前処理部１０には、チェック信号（ｆＣＨ）のみが入力される。そして、正常状態にあれば、各受信判定回路３１〜３３のうち、ＣＨ受信判定回路３３のみが抽出した信号を閉そく論理回路３５に出力することになる。
【００３１】
このチェック信号（ｆＣＨ）の処理において、例えば、チェック信号の搬送波の異常を検出したときは、受信判定回路３３は、チェックリレーを落下させる情報（ＣＨ）を閉そく論理回路３５に出力することになるので、閉そく論理回路３５は、軌道リレーＴＲを落下することとなる。しかも、この場合、解析部２０は、チェック信号（ｆＣＨ）の搬送波及び変調波を解析しているので、何が異常原因となっているかを検出するのが容易で、不具合箇所を容易に復旧させることができる。
【００３２】
なお、上述のチェックリレーが落下する原因としては、Ａ系，Ｂ系（２２ａ，２２ｂ）の照合不一致等でも起こり、十分なチェック機能を果たせるように配慮させている。
【００３３】
以下、チェック機能は正常であるとして、ループ線Ｌへの列車イの進入，進出動作を説明する。もちろん、ループ線Ｌへの列車イの有無にかかわらず、チェック信号に異常があれば軌道リレーＴＲは落下する。また、列車イがループ線Ｌに在線していないとき、Ａ系，Ｂ系（２２ａ，２２ｂ）の列車進入又は列車進出の解析結果が一致しない等の不具合が発生したときも、軌道リレーＴＲが落下して安全が図られる。
【００３４】
さて、列車イがループ線Ｌに進入すると、前処理部１０には、先頭信号（ｆＩＮ）が入力され、その先頭信号（ｆＩＮ）は、解析部２０で搬送波（１Ｋｈｚ）と変調波（７２Ｈｚ）が抽出される。
【００３５】
Ａ系，Ｂ系（２２ａ，２２ｂ）において、上記２つの信号が正常に抽出されれば、ＩＮ受信判定回路３１は、アンド回路３４を介して列車進入リレーを落下させる情報（ＩＮ）を閉そく論理回路３５に与える。したがって、閉そく論理回路３５は、軌道リレーＴＲを落下させ、ループ線Ｌへの列車進入を検知する。
【００３６】
この列車進入検知状態は、前処理部１０が後尾信号（ｆＯＵＴ）を検出しなくなるまで続行される。
【００３７】
上述のように、解析部２０では、列車イがループ線Ｌに在線しているときは、列車イから出力される先頭信号（ｆＩＮ）及び後尾信号（ｆＯＵＴ）を解析しているので、結果的に列車イに搭載されている車上送信器ロ，ハの状態をも検出することができるという特長がある。
【００３８】
また、この解析部２０は、変調された先頭信号（ｆＩＮ（７２Ｈｚ））及び後尾信号（ｆＯＵＴ（７２Ｈｚ））を検出するようにしているので、Ｓ／Ｎ比が良くなり、耐雑音性に優れたものとすることができる。
【００３９】
図２は、上記構成の解析部２０及び検知部３０を用いて、複数（ここでは４個）のループ線Ｌ1 〜Ｌ4 を時分割で処理する例を示している。
【００４０】
すなわち、この図２に示されるループ線Ｌ1 〜Ｌ4 の配設例は、駅構内に布設された例であり、各ループ線Ｌ1 〜Ｌ4 始端側には、１個のチェック信号発生部１から分配回路４０を介してチェック信号（ｆＣＨ）が印加されているとともに、各ループ線Ｌ1 〜Ｌ4 の終端側からの信号は、各前処理部１０ａ〜１０ｄを介して解析部２０にそれぞれ入力されるように構成されている。
【００４１】
図２中、５０は、解析部２０に時分割で各前処理部１０ａ〜１０ｃからの信号を取込むためのマルチプレクサ回路で、その信号の取込みの状態（サンプリング状態）は、図３に示されている。解析部２０に取込まれた信号は、図１のときの信号処理と同様に処理された後、検知部３０において列車検知が行われる。
【００４２】
上述のように、マルチプレクサ回路５０を用いることにより、単一の解析部２０及び検知部３０で複数のループ線Ｌの列車検知を行うことができ、装置の低コスト化を図ることができる。
【００４３】
なお、上述の例では、車上（列車イ）から送出される信号は、ＡＭ変調された信号であるが、これをＦＳＫ変調又はＰＳＫ変調した信号とすると、列車番号（列番）等の情報を地上側へ送信でき、地上側では、列車を特定して検知することができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、列車の走行する軌道に沿って列車検知の区分毎に布設されたループ線の始端側にチェック信号を印加し、そのループ線の終端側から受信した信号に基づいて、そのループ線上の列車を検知するループ式列車検知装置において、（ａ）ループ線の終端側から受信する前記チェック信号と、列車の先頭部からループ線に送信される先頭信号及びその列車の後尾からループ線に送信される後尾信号とをそのループ線の終端側から受信し、それぞれの受信した信号を、信号種別毎のハードウェアを用いずに、共通のハードウェアで処理して、信号をデジタル信号に変換した後、その信号中に含まれているチェック信号、先頭信号及び後尾信号を二系列でソフトウェアにより解析して、各信号別の搬送波と変調波を抽出し、二系列で処理した信号同士を照合する信号抽出手段と、（ｂ）前記チェック信号の照合処理より、ループ線及び共通のハードウェアの故障検出を行う手段と、（ｃ）前記チェック信号、先頭信号及び後尾信号の組合せを論理的に判断して列車検知を行う検知手段とを有するので、Ｓ／Ｎ比が良く、耐雑音性に優れているばかりでなく、列車検知と故障検知を区別して行うことができる。しかも、常時受信しているチェック信号だけを用いて故障検知ができる。さらに、故障原因を区分けして検出することができる。
請求項２の発明によれば、ループ線の終端側から受信したチェック信号、先頭信号及び後尾信号の信号周波数を、ヘテロダイン検波により低い周波数の信号に周波数変換処理した後、Ａ／Ｄ変換回路によりデジタル信号に変換する変換手段を設けたので、次段におけるソフトウェア処理を効率的に行うことが可能となる。
請求項３の発明によれば、複数のループ線から受信した信号をマルチプレクサ回路を用いて時分割的に信号抽出手段、照合手段及び検知手段で処理するので、複数のループ線を処理でき、装置の低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態に係るループ式列車検知装置の概略構成図である。
【図２】  本発明の他の実施の形態に係るループ式列車検知装置の概略構成図である。
【図３】  複数のループ線からの信号取込み状態を示すタイムチャートである。
【図４】  従来のループ式列車検知装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１   チェック信号発生部
ｆＣＨ    チェック信号
イ      列車
ロ      車上送信器
ｆＩＮ    先頭信号
ハ      車上送信器
ｆＯＵＴ  後尾信号
１０  前処理部
２０  解析部
２１ａ，２１ｂ  Ａ／Ｄ回路
２２ａ，２２ｂ  解析回路
３０  検知部
３１  ＩＮ受信判定回路
３２  ＯＵＴ受信判定回路
３３  ＣＨ受信判定回路
３４  アンド回路
３５  閉そく論理回路
５０  マルチプレクサ回路
ＴＲ  軌道リレー
【図１】
0004018282.tif 000002
【図２】
0004018282.tif 000003
【図３】
0004018282.tif 000004
【図４】
0004018282.tif 000005