(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車に搭載された車上子から送信される電力波を受信する地上子と地上装置とを有する列車停止位置検知装置であって、
前記地上子は、二組の電力波受信アンテナコイルを有し、該二組の電力波受信アンテナコイルは、列車が所定の停止位置より手前の位置（ショート位置）にあることを判定するためのショート位置判定用受信コイルと、列車が所定の停止位置（ジャスト位置）にあることを判定するためのジャスト位置判定用コイルと、列車が所定の停止位置を越えた位置（オーバ位置）にあることを判定するためのオーバ位置判定用コイルを有し、
一方の電力波受信アンテナコイルのジャスト位置判定用受信コイルと他方の電力波受信アンテナコイルのジャスト位置判定用受信コイルは異なる長さで形成され、中心を一致させて列車の進行方向に沿って配置され、
前記地上装置は、列車の停止制御に対する性能に応じた列車選別条件により前記二組の電力波受信アンテナコイルとの接続を切り換えることを特徴とする列車停止位置検知装置。
【請求項２】
前記二組の電力波受信アンテナコイルのショート位置判定用受信コイルとオーバ位置判定用コイルは、それぞれ車上子から送信される電力波を受信したときの受信レベルの一部がジャスト位置判定用受信コイルの受信レベルと重なるように配置されている請求項１記載の列車停止位置検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、列車が駅の定位置範囲内に停止したか否を判定する列車停止位置検知装置、特に検知精度の向上に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
列車の制御システムは自動列車制御装置（以下、ＡＴＣ装置という）と自動列車運転制御装置（以下、ＡＴＯ装置という）を利用して運転操作等を自動化するとともに安全度の向上が図られている。ＡＴＣ装置を利用した運転方式では、軌道回路や軌道に沿って閉塞区間毎に設けたＡＴＣル−プにＡＴＣ地上装置から送られたＡＴＣ信号を列車の先頭車両に設けた受電器やＡＴＣアンテナで受信し、受信したＡＴＣ信号に基づき列車の速度を自動的に制限速度以下に制御している。このＡＴＣ装置として、近年は、多くの情報を伝送することができるデジタル式ＡＴＣ装置が採用されている。このデジタル式ＡＴＣ装置を採用することにより多現示化，多機能化が可能になり、速度制御以外の他の機能が実現可能となってきている。
【０００３】
また、列車の定速度制御や定位置停止，ドア開閉などの運転操作を自動的に制御するデジタル式ＡＴＯ装置を採用することにより多機能化が可能になり、速度制御以外の他の機能が実現可能となっている。この列車を定位置に停止させるために、トランスポンダを利用した列車の停止位置検知装置が特許文献１や特許文献２に開示されている。
【０００４】
特許文献１に示された列車停止位置検知装置の地上装置は、列車の進行方向に沿って一定間隔だけ離れた位置に２つの電力波受信アンテナコイルを配置し、車上子から送信している電力波を列車の進行方向の手前側に配置された電力波受信アンテナコイルだけで受信している場合は、列車が所定の停止位置より手前の位置（ショート位置）にあると判定し、車上子から送信している電力波を２つの電力波受信アンテナコイルで受信している場合は、列車が所定の停止位置（ジャスト位置）にあると判定し、車上子から送信している電力波を列車の進行方向の前方側に配置された電力波受信アンテナコイルだけで受信している場合は、列車が所定の停止位置を越えた位置（オーバ位置）にあると判定している。
【０００５】
また、特許文献２に示された列車停止位置検知装置の地上子３ａは、図６（ａ）に示すように、列車の進行方向に沿って３個の電力波受信アンテナコイル２３ａ，２３ｂ，２３ｃを配置し、図６（ｂ）に示すように、車上子から送信している電力波を電力波受信アンテナコイル２３ａ、２３ｂ、２３ｃで受信したときの受信レベルＬａ，Ｌｂ，Ｌｃが閾値Ｌｓを超えているか否かにより列車の位置を判断し、電力波受信アンテナコイル２３ａの受信レベルＬａだけが閾値Ｌｓを超えている場合は、列車がショート位置にあると判定し、電力波受信アンテナコイル２３ｂの受信レベルＬｂだけが閾値Ｌｓを超えている場合は、列車がジャスト位置にあると判定し、電力波受信アンテナコイル２３ｃの受信レベルＬｃだけが閾値Ｌｓを超えている場合は、列車がオーバ位置にあると判定している。
【特許文献１】実用新案登録第２５００３９６号公報
【特許文献２】特開２００１−１５１１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
トランスポンダを使用した地上子と車上子の電磁結合の強さは、相互の位置関係と車上子から送信される電力波の送信レベルと、地上子に有する電力波受信アンテナ回路の受信感度により決定される。複数の列車の車上子と地上子の位置関係と各車上子から送信する電力波の送信レベルを一定に管理することは不可能に近く、その結果、ある程度の定位置範囲の判定誤差は不可避であり、従来から150ｍｍ〜200ｍｍ程度の誤差を許容している。
【０００７】
同じ形式の列車が走行するように限定されている線区においては、ジャスト位置を判定する電力波受信アンテナコイル１０ｂによる定位置範囲は固定されている。例えば首都圏等のように鉄道事業者ごとに異なる形式の列車が相互乗り入れ運転を行っている線区では、定位置範囲を固定すると、異なる形式の列車に対する停止制御性能を同じにする要求が高くなり、相互乗り入れ運転を行う場合は新車の導入を前提にシステムを検討することが一般に行われている。このため相互乗り入れ範囲の拡大を阻害したり、ホームにおける保安安全の向上対策として最近積極的に検討が行われているホームドア（可動式ホーム柵）の導入を難しくする要因になっている。
【０００８】
この発明は、このような問題を解消し、異なる形式の列車の定位置範囲に自由度をもたせて相互乗り入れ運転を容易に行うとともに可動式ホーム柵の導入を積極的に進めて可動式ホーム柵とＡＴＯ運転との協調制御を実現することができる列車停止位置検知装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の列車停止位置検知装置は、列車に搭載された車上子から送信される電力波を受信する地上子と地上装置とを有する列車停止位置検知装置であって、前記地上子は、二組の電力波受信アンテナコイルを有し、該二組の電力波受信アンテナコイルは、列車が所定の停止位置より手前の位置（ショート位置）にあることを判定するためのショート位置判定用受信コイルと、列車が所定の停止位置（ジャスト位置）にあることを判定するためのジャスト位置判定用コイルと、列車が所定の停止位置を越えた位置（オーバ位置）にあることを判定するためのオーバ位置判定用コイルを有し、一方の電力波受信アンテナコイルのジャスト位置判定用受信コイルと他方の電力波受信アンテナコイルのジャスト位置判定用受信コイルは異なる長さで形成され、中心を一致させて列車の進行方向に沿って配置され、前記地上装置は、列車の停止制御に対する性能に応じた列車選別条件により前記二組の電力波受信アンテナコイルとの接続を切り換えることを特徴とする。
【００１０】
前記二組の電力波受信アンテナコイルのショート位置判定用受信コイルとオーバ位置判定用コイルは、それぞれ車上子から送信される電力波を受信したときの受信レベルの一部がジャスト位置判定用受信コイルの受信レベルと重なるように配置されている。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は、地上子にショート位置判定用受信コイルとジャスト位置判定用コイル及びオーバ位置判定用コイルを有する二組の電力波受信アンテナコイルを設け、一方の電力波受信アンテナコイルのジャスト位置判定用受信コイルと他方の電力波受信アンテナコイルのジャスト位置判定用受信コイルは異なる長さで形成して中心を一致させて列車の進行方向に沿って配置し、列車のブレーキ性能などの停止制御に対する性能に応じて二組の電力波受信アンテナコイルを切り換えて定位置範囲を変更して異なる性能の列車に対応することができ、相互乗り入れ運転を行うシステムの自由度を高めることができる。
【００１２】
また、二組の電力波受信アンテナコイルのショート位置判定用受信コイルとオーバ位置判定用コイルは、それぞれ車上子から送信される電力波を受信したときの受信レベルの一部がジャスト位置判定用受信コイルの受信レベルと重なるように配置し、ショート位置判定用受信コイルとジャスト位置判定用受信コイルの受信レベルが一致した位置と、ジャスト位置判定用受信コイルとオーバ位置判定用コイルの受信レベルが一致した位置との間を定位置範囲と判定することにより、異なる形式の列車の車上子から送信する電力波の送信レベルが異なって各電力波受信アンテナコイルで受信した電力波の受信レベルが変動しても、受信レベルが一致する位置は変動しないで定位置範囲を一定にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１はこの発明の列車停止位置検知装置の構成を示すブロック図である。図に示すように、列車停止位置検知装置は、列車に搭載されたトランスポンダ車上装置１と車上子２と、地上の列車停止位置に設けられた有電源地上子３とトランスポンダ地上装置４を有する。車上子２は情報波送信アンテナコイル５と電力波送信アンテナコイル６及び情報波受信アンテナコイル７を有する。情報波送信アンテナコイル５はトランスポンダ車上装置１から送られる車上情報を有する情報波を有電源地上子３に送信し、電力波送信アンテナコイル６はトランスポンダ車上装置１から送られる電力波を有電源地上子３に送信する。情報波受信アンテナコイル７は有電源地上子３から送信される地上情報を有する情報波を受信してトランスポンダ車上装置１に送る。
【００１４】
有電源地上子３はアンテナコイル８と定位置範囲切換手段９を有する。アンテナコイル８は情報波受信コイル１０と情報波送信コイル１１及び二組の定位置範囲判定用の電力波受信アンテナコイル１２，１３を有する。情報波受信コイル１０は車上子２から送信された車上情報を有する情報波を受信して定位置範囲切換手段９を介してトランスポンダ地上装置４に送る。情報波送信コイル１１はトランスポンダ地上装置４から定位置範囲切換手段９を介して送られる地上情報を有する情報波を車上子２に送信する。二組の定位置範囲判定用の電力波受信アンテナコイル１２，１３はそれぞれ車上子２から送信される電力波を受信して定位置範囲切換手段９を介してトランスポンダ地上装置４に送る。
【００１５】
二組の電力波受信アンテナコイル１２，１３は、図２の構成図に示すように、それぞれ列車の進行方向に沿って配置され、列車が所定の停止位置より手前の位置（ショート位置）にあることを判定するためのショート位置判定用受信コイル１２ａ，１３ａと、列車が所定の停止位置（ジャスト位置）にあることを判定するためのジャスト位置判定用コイル１２ｂ，１３ｂと、列車が所定の停止位置を越えた位置（オーバ位置）にあることを判定するためのオーバ位置判定用コイル１２ｃ，１３ｃを有する。電力波受信アンテナコイル１２のジャスト位置判定用受信コイル１２ｂと電力波受信アンテナコイル１３のジャスト位置判定用受信コイル１３ｂは異なる長さで形成され、中心を一致させて配置され、異なる定位置範囲を規制する。電力波受信アンテナコイル１２のショート位置判定用受信コイル１２ａとオーバ位置判定用コイル１２ｃは、図３に示すように、それぞれ車上子２から送信される電力波を受信したときの受信レベルＬａ，Ｌｃの一部がジャスト位置判定用受信コイル１２ｂの受信レベルＬｂと重なるように配置されている。電力波受信アンテナコイル１３のショート位置判定用受信コイル１３ａとオーバ位置判定用コイル１３ｃもそれぞれ車上子２から送信される電力波を受信したときの受信レベルＬａ１，Ｌｃ１の一部がジャスト位置判定用受信コイル１３ｂの受信レベルＬｂ１と重なるように配置されている。なお、図３において、受信レベルＬｉは情報波受信アンテナ８の受信レベルを示す。
【００１６】
定位置範囲切換手段９は、図４の回路図に示すように、六対の地上子接続ケーブル１５によりトランスポンダ地上装置４に接続され、コイル切換リレーＣＨＧＲと、コイル切換リレーＣＨＧＲの常時開接点ＣＨＧＲとコイル切換リレーＣＨＧＲの常時閉接点ＣＨＧＲと共振コンデンサＣ及び整合変成器ＴＲを有し、ジャスト位置判定用受信コイル１２ｂとジャスト位置判定用受信コイル１３ｂのトランスポンダ地上装置４との接続を切り換える切換回路１４ａと、コイル切換リレーＣＨＧＲの常時開接点ＣＨＧＲ及び整合変成器ＴＲを有し、ショート位置判定用受信コイル１２ａとショート位置判定用受信コイル１３ａのトランスポンダ地上装置４との接続を切り換える切換回路１４ｂと、コイル切換リレーＣＨＧＲの常時開接点ＣＨＧＲと常時閉接点ＣＨＧＲ及び整合変成器ＴＲを有し、オーバ位置判定用受信コイル１２ｃとオーバ位置判定用受信コイル１３ｃとのトランスポンダ地上装置４との接続を切り換える切換回路１４ｃを有する。情報波受信コイル１０と情報波送信コイル１１は、二組の電力波受信アンテナコイル１２，１３と共通に使用し、それぞれ共振コンデンサＣ及び整合変成器ＴＲを介してトランスポンダ地上装置４に接続されている。
【００１７】
トランスポンダ地上装置４は、図５に示すように、電力波受信部１６と位置判定部１７と車上情報受信部１８と地上情報送信部１９及びアンテナ切換制御部２０を有する。電力波受信部１６は、ショート位置受信部２１ａとジャスト位置受信部２１ｂとオーバ位置受信部２１ｃを有する。ショート位置受信部２１ａはショート位置判定用受信コイル１２ａとショート位置判定用受信コイル１３ａのいずれかで受信した電力波の受信レベルＬａ又は受信レベルＬａ１を位置判定部１７に出力する。ジャスト位置受信部２１ｂはジャスト位置判定用受信コイル１２ｂとジャスト位置判定用受信コイル１３ｂのいずれかで受信した電力波の受信レベルＬｂ又は受信レベルＬｂ１を位置判定部１７に出力する。オーバ位置受信部２１ｃはオーバ位置判定用受信コイル１２ｃとオーバ位置判定用受信コイル１３ｃのいずれかで受信した電力波の受信レベルＬｃ又は受信レベルＬｃ１を位置判定部１７に出力する。位置判定部１７は入力した受信レベルにより列車の位置を判定して上位装置２２と地上情報送信部１９に出力する。車上情報受信部１８は有電源地上子３の情報波受信コイル１０から送られた情報波を受信し、復調した車上情報を上位装置２２に出力する。地上情報送信部１９は上位装置２２から出力される地上情報と位置判定部１７から出力する列車の位置情報を変調し、変調した情報波を情報波送信コイル１１に送る。アンテナ切換制御部２０は列車の運行を総合的に把握している上位装置２２から列車選別条件を入力してコイル切換リレーＣＨＧＲの励磁と非励磁を制御する。
【００１８】
この列車停止位置検知装置で列車の停止位置を検出するときの動作を説明する。トランスポンダ地上装置４のアンテナ切換制御部２０は列車の運行を総合的に把握している上位装置２２から列車のブレーキ性能などの停止制御に対する性能に応じた列車選別条件を入力すると、入力した列車選別条件によりコイル切換リレーＣＨＧＲの動作を制御する。例えば列車選別条件により電力波受信アンテナコイル１２の選択が指定されるとコイル切換リレーＣＨＧＲを励磁して電力波受信部１６のショート位置受信部２１ａとジャスト位置受信部２１ｂ及びオーバ位置受信部２１ｃに電力波受信アンテナコイル１２のショート位置判定用受信コイル１２ａとジャスト位置判定用受信コイル１２ｂ及びオーバ位置判定用受信コイル１２ｃを接続する。
【００１９】
この状態で列車が走行して車上子２が有電源地上子３と電磁結合して、車上子２から送信している電力波をショート位置判定用受信コイル１２ａで受信してショート位置受信部２１ａから受信レベルＬａが位置判定部１７に入力すると、列車がショート位置に達したと判定する。位置判定部１７に受信レベルＬａを入力してからあらかじめ定めた一定時間経過してもジャスト位置受信部２１ｂからジャスト位置判定用受信コイル１２ｂの受信レベルＬｂを入力しないとき、位置判定部１７は列車がショート位置に停止したと判定して、ショート位置停止を示す情報を上位装置２２と地上情報送信部１９に出力する。地上情報送信部１９は入力したショート位置停止を示す情報を情報波送信コイル１１から車上子２に送信する。
【００２０】
また、位置判定部１７に受信レベルＬａを入力してから引き続いて車上子２から送信している電力波をジャスト位置判定用受信コイル１２ｂで受信してジャスト位置受信部２１ｂから受信レベルＬｂを入力すると、位置判定部１７は列車が走行していると判定する。この状態で位置判定部１７は受信レベルＬａと受信レベルＬｂを比較し、受信レベルＬａと受信レベルＬｂが一致した交点Ｌａｂの検知信号が入力すると、列車が定位置範囲Ａに進入したと判定する。
【００２１】
位置判定部１７は列車が定位置範囲Ａに進入したと判定した後、一定時間経過しても車上子２から送信している電力波をオーバ位置判定用受信コイル１２ｃで受信しないでオーバ位置受信部２１ｃからの受信レベルＬｃを入力しないとき、列車が定位置範囲Ａに停止したと判定して、ジャスト位置停止を示す情報を上位装置２２と地上情報送信部１９に出力する。地上情報送信部１９は入力したジャスト位置停止を示す情報を情報波送信コイル１１から車上子２に送信する。上記装置２２はジャスト位置停止を示す情報を入力するとホームドア制御装置等の動作を制御する。
【００２２】
また、位置判定部１７は列車が定位置範囲Ａに進入したと判定した後、引き続いて車上子２から送信している電力波をオーバ位置判定用受信コイル１２ｃで受信してオーバ位置受信部２１ｃから受信レベルＬｃが入力すると、受信レベルＬｂと受信レベルＬｃを比較し、受信レベルＬｂと受信レベルＬｃが一致した交点Ｌｂｃの検知信号が入力すると、列車が定位置範囲Ａから進出したと判定してオーバ位置進入を示す情報を上位装置２２と地上情報送信部１９に出力する。地上情報送信部１９は入力したオーバ位置進入を示す情報を情報波送信コイル１１から車上子２に送信する。
【００２３】
このように、定位置範囲Ａを判定するため受信レベルＬａと受信レベルＬｂが一致した交点Ｌａｂの検知信号と、受信レベルＬｂと受信レベルＬｃが一致した交点Ｌｂｃの検知信号とを使用することにより、異なる形式の列車が相互乗り入れ運転を行っている線区において各車上子２から送信する電力波の送信レベルが異なって有電源地上子３の電力波受信アンテナコイル１２のショート位置判定用受信コイル１２ａとジャスト位置判定用受信コイル１２ｂ及びオーバ位置判定用受信コイル１２ｃで受信した電力波の受信レベルＬａ，Ｌｂ，Ｌｃが変動しても受信レベルＬａ，Ｌｂの交点Ｌａｂと受信レベルＬｂ，Ｌｃの交点Ｌｂｃは変動しないで定位置範囲Ａを一定にすることができる。
【００２４】
また、上位装置２２から列車選別条件で電力波受信アンテナコイル１３の選択がトランスポンダ地上装置４に指示されると、アンテナ切換制御部２０はコイル切換リレーＣＨＧＲを非励磁にして電力波受信部１６のショート位置受信部２１ａとジャスト位置受信部２２ｂ及びオーバ位置受信部２２ｃに電力波受信アンテナコイル１３のショート位置判定用受信コイル１３ａとジャスト位置判定用受信コイル１３ｂ及びオーバ位置判定用受信コイル１３ｃを接続する。この状態で列車が走行して車上子２が有電源地上子３と電磁結合すると、トランスポンダ地上装置４の位置判定部１７は電力波受信部１６から出力される受信レベルＬａ１，Ｌｂ１，Ｌｃ１によりは前記と同様な処理を行い列車が定位置範囲Ｂに停止したか否を判定する。
【００２５】
このように列車のブレーキ性能などの停止制御に対する性能に応じて電力波受信アンテナコイル１２と電力波受信アンテナコイル１３を切り換えて定位置範囲を変更することにより異なる性能の列車に対応することができ、相互乗り入れ運転を行うシステムの自由度度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の列車停止位置検知装置の構成を示すブロック図である。
【図２】有電源地上子の電力波受信アンテナコイルの構成図である。
【図３】電力波受信アンテナコイルの受信レベルの変化を示す模式図である。
【図４】有電源地上子の定位置範囲切換手段の構成を示す回路図である。
【図５】トランスポンダ地上装置の構成を示すブロック図である。
【図６】従来の有電源地上子の電力波受信アンテナコイルの配置と受信レベルの変化を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２７】
１；トランスポンダ車上装置、２；車上子、３；有電源地上子、
４；トランスポンダ地上装置、５；情報波送信アンテナコイル、
６；電力波送信アンテナコイル、７；情報波受信アンテナコイル、
８；アンテナコイル、９；定位置範囲切換手段、１０；情報波受信コイル、
１１；情報波送信コイル、コイル切換リレーＣＨＧＲ
１２；電力波受信アンテナコイル、１２ａ；ショート位置判定用受信コイル、
１２ｂ；ジャスト位置判定用コイル、１２ｃ；オーバ位置判定用コイル、
１３；電力波受信アンテナコイル、１３ａ；ショート位置判定用受信コイル、
１３ｂ；ジャスト位置判定用コイル、１３ｃ；オーバ位置判定用コイル、
１４；切換回路、１５；地上子接続ケーブル、１６；電力波受信部、
１７；位置判定部、１８；車上情報受信部、１９；地上情報送信部、
２０；アンテナ切換制御部、２１ａ；ショート位置受信部、
２１ｂ；ジャスト位置受信部、２１ｃ；オーバ位置受信部、２２；上位装置。
【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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