(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉塞区間内の一方のレールに疑似雑音符号によりスペクトラム拡散変調された搬送波を送信し、上記閉塞区間内に存在する列車の車軸を介して他方のレールから上記搬送波を受信することにより上記閉塞区間内に上記列車が存在することを検知するようにした列車検知装置であって、上記搬送波を発生する信号発生器と、上記搬送波をスペクトラム拡散変調する上記擬似雑音符号を発生させる擬似雑音符号発生器と、上記搬送波を上記擬似雑音符号によりスペクトラム拡散変調した送信スペクトラム拡散信号を一方のレールに送出する拡散回路と、上記閉塞区間内の所定の列車の検知位置に対応した遅延時間により上記擬似雑音符号を遅延させて遅延擬似雑音符号を発生する遅延回路と、上記他方のレールから上記列車の車軸を介して入力された受信スペクトラム拡散信号から上記擬似雑音符号を抽出する復調回路と、上記遅延擬似雑音符号と上記抽出された擬似雑音符号との一致状態を検出する相関器と、上記相関器の検知レベルが所定値以上のとき上記検知位置における上記列車の存在を検知する列車検知回路とを備えた列車検知装置。
【請求項２】
上記閉塞区間内の所定の列車の検地位置は複数個所存在し、上記遅延回路は、上記複数個所の所定の列車の検地位置に夫々対応した遅延時間により上記擬似雑音符号を遅延させて遅延擬似雑音符号を発生する複数個の遅延回路により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の列車検知装置。
【請求項３】
上記閉塞区間内の所定の列車の検地位置は複数個所存在し、上記遅延回路は、上記複数個所の所定の列車の検地位置に夫々対応した遅延時間により上記擬似雑音符号を遅延させて遅延擬似雑音符号を発生する単一の遅延回路により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の列車検知装置。
【請求項４】
隣接した上記所定の検知位置間の距離と列車の走行時間とに基づいて、上記所定の検知位置間の上記列車の速度を検知することを特徴とする請求項２又は３に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、スペクトラム拡散通信方式を利用した列車検知装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、例えば特開平１０−２７８７９６号公報に記載された従来の列車検知装置のブロック図である。
図４において、送信機１の搬送波発生回路２から発生された搬送波（ｆｃ）は、軌道回路３に割り当てられたＰＮ信号を用いて拡散回路４で拡散処理された信号として送信回路５を介して軌道回路３のレールの始端側に送出される。
そして、軌道回路３のレールの終端側で受信器６に入力された信号は、受信回路７で増幅処理された後、バンドパスフィルタ８でフィルタ処理される。さらに、復調回路９に導かれて送信機１で用いられた搬送波（ｆｃ）と同一の信号を用いて復調処理されて、ＰＮ符号を含む信号が抽出される。
抽出された信号は、ローパスフィルタ１０でフィルタ処理された後、相関器１１に入力される。相関器１１では係数発生器１２から出力される係数を用いて相関値が求められる。そして、ＣＰＵ１３では相関値を用いて軌道回路３に列車が存在するか否かを判定して、列車検知信号を出力する。
即ち、ＣＰＵ１３は軌道回路３のレール間が列車の車軸で短絡されているときは、送信機１からのＰＮ符号を検出することがないので、「列車有」の列車検知信号を出力する。一方、送信機１からのＰＮ符号を検知しているときは、「列車無」の列車検知信号を出力する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の列車検知装置は以上のように構成されているので、閉塞区間の軌道回路３内において、レール間が列車の車軸で短絡されているときに列車が存在していると判断して列車検知を行うため、軌道回路３内に列車が存在していることは検知するが、閉塞区間のどの地点に存在しているのかを検知することができないという問題点があった。
この発明は、閉塞区間内に存在する列車の位置を検出することができる列車検知装置を提供することを目的としたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる列車検知装置は、閉塞区間内の一方のレールに疑似雑音符号によりスペクトラム拡散変調された搬送波を送信し、上記閉塞区間内に存在する列車の車軸を介して他方のレールから上記搬送波を受信することにより上記閉塞区間内に上記列車が存在することを検知するようにした列車検知装置であって、上記搬送波を発生する信号発生器と、上記搬送波をスペクトラム拡散変調する上記擬似雑音符号を発生させる擬似雑音符号発生器と、上記搬送波を上記擬似雑音符号によりスペクトラム拡散変調した送信スペクトラム拡散信号を一方のレールに送出する拡散回路と、上記閉塞区間内の所定の列車の検知位置に対応した遅延時間により上記擬似雑音符号を遅延させて遅延擬似雑音符号を発生する遅延回路と、上記他方のレールから上記列車の車軸を介して入力された受信スペクトラム拡散信号から上記擬似雑音符号を抽出する復調回路と、上記遅延擬似雑音符号と上記抽出された擬似雑音符号との一致状態を検出する相関器と、上記相関器の検知レベルが所定値以上のとき上記検知位置における上記列車の存在を検知する列車検知回路とを備えたものである。
【０００５】
また、上記閉塞区間内の所定の列車の検地位置は複数個所存在し、上記遅延回路は、上記複数個所の所定の列車の検地位置に夫々対応した遅延時間により上記擬似雑音符号を遅延させて遅延擬似雑音符号を発生する複数個の遅延回路により構成されていることを特徴とするものである。
【０００６】
また、上記閉塞区間内の所定の列車の検地位置は複数個所存在し、上記遅延回路は、上記複数個所の所定の列車の検地位置に夫々対応した遅延時間により上記擬似雑音符号を遅延させて遅延擬似雑音符号を発生する単一の遅延回路により構成されていることを特徴とするものである。
さらに、隣接した上記所定の検知位置間の距離と列車の走行時間とに基づいて、上記所定の検知位置間の上記列車の速度を検知することを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は実施の形態１の構成を示すブロック図である。図１において、１４〜１６は所定間隔毎に閉塞された閉塞区間で、それぞれレール１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂが敷設されている。１７は閉塞区間１５内に存在する列車、１８は搬送波１８ａを発生する信号発生器、１９は擬似雑音符号発生器で、擬似雑音符号１９ａを発生させる。２０は拡散回路で、搬送波１８ａを擬似雑音符号１９ａによりスペクトラム変調した送信スペクトラム拡散信号２０ａを作成して、送信スペクトラム拡散信号２０ａを閉塞区間１５の始端側から一方のレール１５ａに送出する。２１は遅延回路で、閉塞区間１５内で列車１７を検知する単一の所定の検知位置ｄに対応した遅延時間により擬似雑音符号１９ａを遅延させて遅延擬似雑音符号２１ａを発生する。２２は閉塞区間１５の始端側の他方レール１５ｂから受信スペクトラム拡散信号２０ｂが入力される復調回路で、受信スペクトラム拡散信号２０ｂから抽出擬似雑音符号２２ａを抽出する。２３は相関器で、遅延擬似雑音符号２１ａと抽出擬似雑音符号２２ａとの相関をとり、一致度を検知レベルとして出力信号２３ａを出力する。
【０００８】
２４は列車検知回路で、相関器２３から入力された出力信号２３ａにより列車１７の存在の有無を検知して列車検知信号２４ａを出力する。
次に動作について説明する。図１において、ＡＭ，ＦＭ等に変調処理された搬送波１８ａが信号発生器１８から出力される。拡散回路２０では擬似雑音符号発生器１９から出力された擬似雑音符号１９ａを用いて搬送波１８ａをスペクトラム拡散変調して、送信スペクトラム拡散信号２０ａを作成する。そして、閉塞区間１５の始端側から送信スペクトラム拡散信号２０ａを一方のレール１５ａに繰り返し送出する。
ここで、閉塞区間１５の閉塞区間１６に近い側を始端としたとき、列車１７が閉塞区間１６から閉塞区間１５に進入したとする。送信スペクトラム拡散信号２０ａは列車１７の車軸を経由して他方のレール１５ｂに到達する。レール１５ａ，１５ｂ及び車軸を経由する間に減衰した送信スペクトラム拡散信号２０ａが受信スペクトラム拡散信号２０ｂとして復調回路２２に入力される。このため、復調回路２２が受信した受信スペクトラム拡散信号２０ｂは、レール１５ａ，列車１７の車軸及びレール１５ｂを経由する遅延時間に相当する時間だけ、拡散回路２０から送出された送信スペクトラム拡散信号２０ａに対応したものである。復調回路２２では受信スペクトラム拡散信号２０ｂを増幅した後、搬送波１８ａで逆拡散処理をして、抽出擬似拡散信号２２ａを抽出する。
【０００９】
相関器２３では、検知位置ｄに対応した遅延擬似雑音符号２１ａと抽出擬似雑音符号２２ａとを比較して、一致している量を検知レベルとして出力信号２３ａを出力する。列車検知回路２４は、例えば検知レベルが０に近い値のとき列車１７が存在しないと判定し、検知レベルが所定値以上のとき列車１７が存在すると判定して、検知位置ｄにおける列車検知信号２４ａを出力する。
以上のように、受信スペクトラム拡散信号２０ｂから抽出擬似雑音符号２２ａを抽出し、列車１７を検知する所定の検知位置ｄに対応した遅延時間により遅延させた遅延擬似雑音符号２１ａと抽出擬似雑音符号２２ａとの相関を相関器２３でとり、相関器２３の検知レベルにより列車１７の存在を検知するので、列車１７が閉塞区間１５内の検知位置ｄに存在することを検知することができる。
【００１０】
実施の形態２．
図２は実施の形態２の構成を示すブロック図である。図２において、１４〜２０，２２は実施の形態１のものと同様のものである。２５は遅延回路で、設定された検知対象となる所定の検知位置ｄ1に対応した遅延時間ｔ1に基づいて、擬似雑音符号１９ａを遅延させて遅延擬似雑音符号２５ａを発生する。２６は相関器で、検知位置ｄ1に対応した抽出擬似雑音符号２２ａと遅延擬似雑音符号２５ａとの相関をとり、一致度を検知レベルとして出力信号２６ａを出力する。２７は列車検知回路で、相関器２６から入力された出力信号２６ａにより検知位置ｄ1 における列車１７の存在の有無を検知して列車検知信号２７ａを出力する。２８は遅延回路で、設定された検知対象となる検知位置ｄ2に対応した遅延時間ｔ2に基づいて、擬似雑音符号１９ａを遅延させて遅延擬似雑音符号２８ａを発生する。２９は相関器で、検知位置ｄ2に対応した抽出擬似雑音符号２２ａと遅延擬似雑音符号２８ａとの相関をとり、一致度を検知レベルとして出力信号２９ａを出力する。３０は列車検知回路で、相関器２９から入力された出力信号２９ａにより所定の検知位置ｄ２における列車１７の存在の有無を検知して列車検知信号３０ａを出力する。
【００１１】
次に動作について説明する。図２において、実施の形態１と同様にして作成された送信スペクトル拡散信号２０ａは閉塞区間１５の始端側から一方のレール１５ａに繰り返し送出される。そして、閉塞区間１６から閉塞区間１５に列車１７が進入して検知位置ｄ1に到達すると、送信スペクトラム拡散信号２０ａはレール１５ａ，検知位置ｄ1に存在する列車１７の車軸及びレール１５ｂを経由して、受信スペクトラム拡散信号２０ｂとして復調回路２２に入力される。復調回路２２では搬送波１８ａを用いて逆拡散処理して抽出擬似雑音符号２２ａを抽出する。続いて、相関器２６では検知位置ｄ1に対応して遅延回路２５から出力された遅延擬似雑音符号２５ａと抽出擬似雑音符号２２ａとを比較して、一致している量を検知レベルとして出力信号２６ａを出力する。さらに、列車検知回路２７は検知レベルが所定値以上のとき、列車１７が検知位置ｄ１に存在するとして列車検知信号２７ａを出力する。
【００１２】
次に列車１７が進んで検知位置ｄ2に到達すると、送信スペクトラム拡散信号２０ａはレール１５ａ，検知位置ｄ2に存在する列車１７の車軸及びレール１５ｂを経由して、受信スペクトラム拡散信号２０ｂとして復調回路２２に入力される。以下、検知位置ｄ1における列車検知と同様にして、相関器２９では検知位置ｄ2に対応して遅延回路２８から出力された遅延擬似雑音符号２８ａと、復調回路２２で抽出された抽出擬似雑音符号２２ａとの一致量を検出レベルとして、検知位置ｄ2における出力信号２９ａを出力する。続いて、列車検知回路３０は検出レベルが所定値以上のとき、列車１７が検知位置ｄ2に存在するとして列車検知信号３０ａを出力する。
以上のように、複数の所定の検知位置ｄ1，ｄ2で列車１７の車軸を経由した各受信スペクトラム拡散信号２０ｂから復調器２２で抽出擬似雑音符号２２ａを抽出し、各検知位置ｄ1，ｄ2に対応した遅延時間ｔ1，ｔ2により遅延させた遅延擬似雑音符号２５ａ，２８ａと抽出擬似雑音符号２２ａとの相関をそれぞれ遅延時間ｔ1，ｔ2に対応した相関器２６，２９でとり、各相関器２６，２９の検知レベルにより列車１７の存在を検知するので、閉塞区間１５内の複数個所の検知位置ｄ1，ｄ2で、それぞれ遅延時間に対応した列車検知回路２７，３０で列車１７の存在を検知することができる。
【００１３】
実施の形態２において、閉塞区間１５内で２個所の検知位置ｄ1，ｄ2で列車の存在を検知するものについて説明したが、検知位置を３個所以上に設定しても同様の効果を期待することができる。
さらに、実施の形態２において、列車検知信号２７ａが出力された時間をＴ1  ，列車検知信号３０ａが出力された時間をＴ2，及び検知位置ｄ1，ｄ2間の距離をＤとしたとき、Ｄ／（Ｔ2−Ｔ1）により隣接した検知位置ｄ1，ｄ2間の列車１７の速度を検知することができる。
【００１４】
実施の形態３．
図３は実施の形態３の構成を示すブロック図である。図３において、１４〜２０，２２は実施の形態１のものと同様のものである。３１は遅延回路で、閉塞区間１５内で列車１７を検知する所定の検知位置ｄ1，ｄ2に対応した遅延時間ｔ1，ｔ2に基づいて擬似雑音符号１９ａを遅延させた遅延擬似雑音符号３１ａ1，３１ａ2を発生する。さらに、遅延回路３１は検知位置ｄ1，ｄ2に対応した検知位置信号３１ｂ1，３１ｂ2を出力する。３２は相関器で、復調回路２２で抽出された抽出擬似雑音符号２２ａと遅延擬似雑音符号３１ａ1，３１ａ2との相関をとり、一致度を検知レベルとして出力信号３２ａ1，３２ａ2を出力する。３３は列車検知回路で、遅延回路３１からの検知位置信号３１ｂ1，３１ｂ2と相関器３２からの出力信号３２ａ1，３２ａ2の検知レベルとから列車位置ｄ1又は列車位置ｄ2に列車が存在するか否かの判定をして、列車検知信号３３ａ1，３３ａ2を出力する。
【００１５】
次に動作について説明する。図３において、実施の形態１と同様にして作成された送信スペクトラム拡散信号２０ａは閉塞区間１５の始端側から一方のレール１５ａに繰り返し送信される。そして、閉塞区間１６から閉塞区間１５に列車が進入して検知位置ｄ1に到達すると、送信スペクトラム拡散信号２０ａはレール１５ａ，検知位置ｄ1に存在する列車１７の車軸及びレール１５ｂを経由して、受信スペクトラム拡散信号２０ｂとして復調器２２に入力される。復調回路２２では搬送波１８ａを用いて逆拡散処理して、抽出擬似雑音符号２２ａを抽出する。
一方、遅延回路３１は検知位置ｄ1に対応した遅延時間ｔ1に基づいて遅延擬似雑音符号３１ａ1を発生する。続いて、相関器３２では検知位置ｄ1に対応して遅延回路３１から出力された遅延擬似雑音符号３１ａ1と抽出擬似雑音符号２２ａとを比較して、一致している量を検知レベルとして出力信号３２ａ1を出力する。さらに、列車検知回路３３は相関器３２から出力された出力信号３２ａ1  が検知位置信号３１ｂ1の検知位置ｄ1に相当するとともに、出力信号３２ａ1  の検知レベルが所定値以上のとき、検知位置ｄ1に列車１７が存在すると判定して列車検知信号３３ａ1を出力する。
【００１６】
次に、列車１７が検知位置ｄ2に到達すると、送信スペクトラム拡散信号２０ａはレール１５ａ，検知位置ｄ2に存在する列車１７の車軸及びレール１５ｂを経由して、受信スペクトラム拡散信号２０ｂとして復調回路２２に入力される。以下、検知位置ｄ1における列車検知と同様にして、相関器３２は遅延回路３１から出力された遅延擬似雑音符号３１ａ2と復調器２２から出力された抽出擬似雑音符号２２ａとの一致量を検知レベルとして、検知位置ｄ2における出力信号３２ａ2を出力する。さらに、列車検知回路３３は相関器３２から出力された出力信号３２ａ2が検知位置信号３１ｂ2の検知位置ｄ2に相当するとともに、出力信号３２ａ2の検知レベルが所定値以上のとき、検知位置ｄ2に列車１７が存在すると判定して列車検知信号３３ａ2を出力する。
【００１７】
以上のように、列車１７の複数箇所の所定の検知位置ｄ1，ｄ2に対して、各検知位置を経由した受信スペクトラム拡散信号２０ｂから抽出擬似雑音信号２２ａを抽出し、列車１７の複数の検知位置ｄ1，ｄ2に対応した遅延時間ｔ1，ｔ2により遅延させた遅延擬似雑音符号３１ａ1，３１ａ2と抽出擬似雑音符号２２ａとの相関を相関器３２でとり、相関器３２の検知レベルにより列車１７の存在を検知するので、閉塞区間１５内の複数個所の検知位置ｄ1，ｄ2で列車１７の存在を検知することができる。
実施の形態３において、列車１７の検知位置ｄ1，ｄ2が２個所のものについて説明したが、検知位置を３個所以上の複数個所に設定しても同様の効果を期待することができる。
さらに、実施の形態３において、列車検知信号３３ａ1が出力された時間をＴ1，列車検知信号３３ａ2が出力された時間をＴ2，及び検知位置ｄ1，ｄ2間の距離をＤとしたとき、Ｄ／（Ｔ2−Ｔ1）により隣接した検知位置ｄ1，ｄ2間の列車１７の速度を検知することができる。
【００１８】
【発明の効果】
この発明によれば、閉塞区間内の一方のレールに疑似雑音符号によりスペクトラム拡散変調された搬送波を送信し、上記閉塞区間内に存在する列車の車軸を介して他方のレールから上記搬送波を受信することにより上記閉塞区間内に上記列車が存在することを検知するようにした列車検知装置であって、上記搬送波を発生する信号発生器と、上記搬送波をスペクトラム拡散変調する上記擬似雑音符号を発生させる擬似雑音符号発生器と、上記搬送波を上記擬似雑音符号によりスペクトラム拡散変調した送信スペクトラム拡散信号を一方のレールに送出する拡散回路と、上記閉塞区間内の所定の列車の検知位置に対応した遅延時間により上記擬似雑音符号を遅延させて遅延擬似雑音符号を発生する遅延回路と、上記他方のレールから上記列車の車軸を介して入力された受信スペクトラム拡散信号から上記擬似雑音符号を抽出する復調回路と、上記遅延擬似雑音符号と上記抽出された擬似雑音符号との一致状態を検出する相関器と、上記相関器の検知レベルが所定値以上のとき上記検知位置における上記列車の存在を検知する列車検知回路とを備えたので、列車が閉塞区間内の所定の検知位置に存在することを検知することができる。
また、閉塞区間内の所定の列車の検地位置は複数個所存在し、遅延回路は、上記複数個所の所定の列車の検地位置に夫々対応した遅延時間により擬似雑音符号を遅延させて遅延擬似雑音符号を発生する複数個の遅延回路により構成されているので、閉塞区間内の複数個所の所定の検知位置で列車の存在を検知することができる。
【００１９】
また、閉塞区間内の所定の列車の検地位置は複数個所存在し、遅延回路は、上記複数個所の所定の列車の検地位置に夫々対応した遅延時間により擬似雑音符号を遅延させて遅延擬似雑音符号を発生する単一の遅延回路により構成されているので、閉塞区間内の複数個所の検知位置で列車の存在を検知することができる。
さらに、隣接した所定の検知位置間の距離と列車の走行時間とに基づいて、上記所定の検知位置間の列車の速度を検知するようにしたので、隣接した検知位置間の距離と列車の走行時間とから検知位置間の列車の速度を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１の構成を示すブロック図である。
【図２】  この発明の実施の形態２の構成を示すブロック図である。
【図３】  この発明の実施の形態３の構成を示すブロック図である。
【図４】  従来の列車検知装置のブロック図である。
【符号の説明】
１４〜１６  閉塞区間、
１４ａ，１４ｂ，１５ａ、１５ｂ，１６ａ，１６ｂ  レール、
１７  列車、１８  信号発生器、１９  擬似雑音符号発生器、
２０  拡散回路、２１，２５，２８，３１  遅延回路、２２  復調回路、
２３，２６，２９，３２  相関器、２４，２７，３０，３３  列車検知回路。
【図１】
0004045087.tif 000002
【図２】
0004045087.tif 000003
【図３】
0004045087.tif 000004
【図４】
0004045087.tif 000005