(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有絶縁軌道回路に接続して用いられる地上受信装置であって、
前記有絶縁軌道回路から、異なる２つの周波数信号を２種の符号に対応させ、前記２種の符号の組み合わせからなる電文を含む符号変調信号が入力され、
前記電文には軌道回路を識別するＩＤ情報が含まれており、
前記符号変調信号を構成する前記異なる２つの周波数信号と、隣接する有絶縁軌道回路から漏れた当該符号変調信号を構成する異なる２つの周波数信号との合成信号から、隣接する有絶縁軌道回路間の漏れを検出する機能を有しており、
前記合成信号の電圧レベルを所定時間サンプリングし、サンプリング時間内に得られた最大値及び最小値から、変動率＝（最大値−最小値）／最大値の関係式に従って変動率を算出し、前記変動率の大きさより、隣接する有絶縁軌道回路間の前記漏れを検出する、
地上受信装置。
【請求項２】
地上送信装置と、地上受信装置とを含み、有絶縁軌道回路に接続して用いられる列車制御装置であって、
前記地上受信装置は、請求項１に記載されたものでなり、
前記地上送信装置は、異なる２つの周波数信号を２種の符号に対応させ、前記２種の符号の組み合わせからなる電文を含む符号変調信号を、前記有絶縁軌道回路に供給し、
前記電文には軌道回路を識別するＩＤ情報が含まれている、
列車制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有絶縁軌道回路用地上受信装置及び列車制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有絶縁軌道回路における列車制御信号（以下ＡＴＣ信号）及び列車検知信号として、長い間、アナログ信号が用いられてきたが、最近、主として、ＡＴＣ信号の多情報化の要請等から、デジタル信号が用いられつつある。
【０００３】
有絶縁軌道回路方式では、軌道回路間の絶縁劣化や絶縁破壊を生じた場合、隣接軌道回路において、信号の漏れ（隣接漏れ）が発生する。アナログ信号伝送方式では、隣接する軌道回路において、異なる周波数の信号を用いて、このような隣接漏れに対処する必要があるが、デジタル信号伝送方式を用いた場合、電文に軌道回路識別情報を含ませることができるので、隣接する軌道回路間において、同一周波数の信号を用いることができる。
【０００４】
しかし、デジタル信号を用いた場合に、隣接漏れを発生すると、電文が破壊されてしまう。このため、デジタル信号を、ＡＴＣ信号のみならず、列車検知信号としても用いる一般的な使用態様では、列車検知系を構成する地上受信器において、列車検知リレーが落下してしまい、軌道回路に列車ありの誤検知を生じてしまう。
【０００５】
このような誤検知を生じると、列車ありとされた軌道回路には、列車進入が禁止されてしまうので、列車の運転効率、稼働率が低下する。このような問題を回避するためには、隣接する軌道回路間の絶縁状態を監視し、電文破壊に結びつく絶縁劣化または絶縁破壊に至る前に、これを検出する必要のあるところ、現在、そのような検知手段は知られていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の課題は、隣接する有絶縁軌道回路の間の絶縁状態を検出し、列車の運転効率、稼働率の向上に寄与し得る地上受信装置及びこの地上受信装置を含む列車制御装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明に係る地上受信装置は、有絶縁軌道回路に接続して用いられるものであって、前記有絶縁軌道回路から、２つの周波数信号を２種の符号に対応させた符号変調信号が入力され、前記符号変調信号から、隣接する有絶縁軌道回路間の漏れを検出する機能を有する。
【０００８】
本発明に係る地上受信装置には、２つの周波数信号を２種の符号に対応させた符号変調信号が入力される。２つの周波数信号を２種の符号に対応させた符号変調信号の代表例は、ＦＳＫ(Frequency Shift Keying)変調信号またはＭＳＫ(Minimum Shift Keying)変調信号等である。この符号変調方式を用いることにより、一種の情報のみならず、多情報を、デジタル信号として同時に伝送することができる。例えば、車両検知信号のみならず、ＡＴＣ信号等も伝送することができる。
【０００９】
本発明に係る地上受信装置は、前記有絶縁軌道回路から、２つの周波数信号を２種の符号に対応させた符号変調信号が入力され、入力された前記符号変調信号から、隣接する有絶縁軌道回路間の漏れを検出する機能を有する。従って、隣接する有絶縁軌道回路の間の絶縁状態を検出し、列車の運転効率、稼働率の向上に寄与し得る。より具体的には、符号変調信号の電圧レベルの変動率を算出し、変動率から漏れを検出する。
【００１０】
本発明に係る地上受信装置は、地上送信装置と組み合わされ、列車制御装置を構成する。この列車制御装置の代表的な用途は、車両検知である。この他、多情報伝送性に基づき、ＡＴＣ信号伝送手段として用いることもできる。
【００１１】
本発明の他の特徴及びそれによる作用効果は、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。添付図面は単なる一例を示すに過ぎない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る列車制御装置の構成を示す図である。図は、車両検知に適用され得る列車制御装置の例を示している。図において、２本一対として構成される軌道１は、絶縁物３１、３２により、複数の有絶縁の軌道回路１Ｔ、２Ｔ、３Ｔに順次に区画されている。列車２は、軌道１の上を矢印ａで示す方向に走行し、軌道回路１Ｔ、２Ｔ、３Ｔの順に通過するものとする。
【００１３】
次に、軌道回路２Ｔを注目するに、地上送信装置６１は、軌道回路３Ｔとの境界に位置する絶縁物３２の付近において、軌道回路２Ｔに接続され、地上受信装置６２は、軌道回路１Ｔとの境界に位置する絶縁物３１の付近において、軌道回路２Ｔに接続されている。
【００１４】
地上送信装置６１は、軌道回路２Ｔを介して、符号変調信号Ｓ１１を送信する。地上送信装置６１から送信される符号変調信号Ｓ１１は、周波数信号ｆ１、ｆ２を２種の符号に対応させた信号であり、ＦＳＫ変調信号またはＭＳＫ変調信号等、デジタル符号変調信号を広く用いることができる。実施例では、説明の容易さから、ＦＳＫ変調信号を用いた場合を例にとって説明する。
【００１５】
図２はＦＳＫ変調例を示す図である。まず、図２（ａ）に示す電文の符号化データ信号を、図２（ｂ）に示す符号変調信号Ｓ１１に符号変調する。電文には、例えば、軌道回路識別情報やＡＴＣ情報が含まれる。
【００１６】
図示の符号変調信号Ｓ１１は、周波数信号ｆ１、ｆ２を２種の符号に対応させた信号である。具体的には、周波数信号ｆ１を論理値「０」に対応させ、周波数信号ｆ２を論理値「１」に対応させる。符号変調信号Ｓ１１は、符号化データ信号「１００１０１１０」に対応する周波数信号ｆ１、ｆ２の時間的配列となる。この場合、周波数信号ｆ１、ｆ２は、次の式で与えられる。
【００１７】
ｆ１＝ｆｃ−△ｆ
ｆ２＝ｆｃ＋△ｆ
但し、ｆｃは搬送波中心周波数、△ｆは偏移周波数である。一例をあげれば、搬送波中心周波数ｆｃを１５００Ｈｚとし、偏移周波数△ｆを１６Ｈｚとした場合、周波数信号ｆ１は１４８４Ｈｚになり、周波数信号ｆ２は１５１６Ｈｚになる。
【００１８】
軌道回路２Ｔのみならず、軌道回路１Ｔ、３Ｔにおいても、全く同じ周波数信号ｆ１、ｆ２を用いて符号変調を行う。デジタル信号伝送の場合、電文に軌道回路を識別するＩＤ情報を含ませることができるので、このような伝送方式を採用しても、隣接する軌道回路間で漏れが発生しても、安全性に問題はない。
【００１９】
地上受信装置６２は、軌道回路２Ｔに接続され、軌道回路２Ｔを介して、地上送信装置６１から送信された符号変調信号Ｓ１１が入力される。地上受信装置６２は、漏れ検出部６５を含む。図１の実施例では、地上受信装置６２は、漏れ検出部６５と共に、列車検知部６３及びデータ解読部６４を有する。
【００２０】
列車検知部６３は、符号変調信号Ｓ１１を受信し、軌道回路２Ｔに列車２が存在しないときは、列車検知リレーを扛上させておき、列車２が進入したときに、列車検知リレーを落下させ、列車を検知する。符号変調信号Ｓ１１には、自己の軌道回路２Ｔを識別するＩＤ情報が含まれているので、列車検知部６３はＩＤ情報をもとにして、電文が自己当てのものかどうかを判断し、自己の属する軌道回路２Ｔ内における列車２の有無を判定することができる。
【００２１】
データ解読部６４は、符号変調信号Ｓ１１に含まれる電文の内容を解読する。具体的には、符号変調信号Ｓ１１を復号し解読する。前述したように、符号変調信号Ｓ１１には、自己の軌道回路２Ｔを識別するＩＤ情報が含まれているので、データ解読部６４はＩＤ情報をもとにして、自己の属する軌道回路２Ｔに与えられたデータを解読することができる。
【００２２】
漏れ検出部６５は、隣接する軌道回路２Ｔー３Ｔ（または２Ｔー１Ｔ）の間における符号変調信号の漏れを検出する。従って、隣接する軌道回路２Ｔー１Ｔ、または、２Ｔー３Ｔの間の絶縁物３１または３２の絶縁状態を検出し、列車２の運転効率、稼働率の向上に寄与し得る。
【００２３】
隣接漏れがなければ、漏れ検出部６５には、自己の軌道回路２Ｔに向けられた符号変調信号Ｓ１１のみであるが、隣接漏れが生じた場合は、符号変調信号Ｓ１１とともに、例えば、軌道回路３Ｔに流れる符号変調信号Ｓ１２をも含むことになる。即ち、漏れ検出部６５には、合成信号（Ｓ１１＋Ｓ１２）が供給される。
【００２４】
図３は軌道回路２Ｔと軌道回路３Ｔとの間の絶縁物３２に絶縁劣化または絶縁破壊を生じ、軌道回路２Ｔ及び軌道回路３Ｔの間で隣接漏れを生じた場合を示す図である。隣接漏れは、軌道回路２Ｔ及び軌道回路３Ｔの両者で生じるが、説明の簡単化のため、軌道回路３Ｔから軌道回路２Ｔへの隣接漏れについて説明する。
【００２５】
図４は漏れ検出部６５の具体的な処理ブロックまたは回路ブロックを示す図である。図示実施例の漏れ検出部６５は、サンプリング部６５１と変動率検出部６５２とを含む。これらは、回路を指示することもあるし、単なるステップを示すこともある。漏れ検出部６５がコンピュータの一部を利用して構成されている場合には、後者に属する。
【００２６】
サンプリング部６５１では、合成信号（Ｓ１１＋Ｓ１２）の電圧レベルをＮ秒間サンプリングし、Ｎ秒間における最大値Ｓｍａｘ及び最小値Ｓｍｉｎを求め、サンプリング時間Ｎ（秒）内に得られた最大値Ｓｍａｘ及び最小値Ｓｍｉｎから、
変動率ζ＝（Smax-Smin）／Smax
の関係式に従って、変動率ζを算出する。そして、変動率ζの大きさより、漏れを検出する。
【００２７】
次に、図５、図６を参照して、変動率検出動作を更に詳しく説明する。まず、漏れ検出部６５には、軌道回路２Ｔを介して送信されてくる図５（ａ）の符号変調信号Ｓ１１、及び、軌道回路３Ｔから漏れてくる符号変調信号Ｓ１２を含む合成信号（Ｓ１１＋Ｓ１２）が入力される。
【００２８】
符号変調信号Ｓ１１を復号した場合、図５（ｂ）に示す符号化データ信号が得られる。この符号化データ信号は、図２（ａ）に示した符号化データ信号と一致する。
【００２９】
図５（ｃ）は軌道回路３Ｔから軌道回路２Ｔに漏れた符号変調信号Ｓ１２を示し、図５（ｄ）は符号変調信号Ｓ１２を復号して得られた漏れ符号化データ信号である。
【００３０】
本発明では、軌道回路２Ｔのみならず、軌道回路１Ｔ、３Ｔにおいても、全く同じ周波数信号ｆ１、ｆ２を用いて符号変調を行うので、軌道回路３Ｔから軌道回路２Ｔに漏れた符号変調信号Ｓ１２も、周波数信号ｆ１、ｆ２で符号変調した信号となる。
【００３１】
軌道回路２Ｔの符号化データ信号（図５（ｂ））と、軌道回路３Ｔから漏れた符号変調信号Ｓ１２を復号した漏れ符号化データ信号（図５（ｄ））との間には、時間軸で見て、ＨレベルとＨレベルとの組み合わせ（ＨＨ）、ＨレベルとＬレベルとの組み合わせ（ＨＬ）、ＬレベルとＬレベルとの組み合わせ（ＬＬ）の組み合わせ態様が存在する。そこで、組み合わせ（ＨＨ）、（ＬＬ）、（ＨＬ）の態様毎に、変動率検出動作を説明する。
【００３２】
まず、組み合わせ（ＨＬ）に相当する場合については、既に述べたように、Ｈレベルは周波数信号ｆ２に対応し、Ｌレベルは周波数信号ｆ１に対応する。従って、合成信号（Ｓ１１＋Ｓ１２）をサンプリングして漏れを検出する場合において、サンプリングの時間的タイミングが、組み合わせ（ＨＬ）に相当する場合は、サンプリングされた信号には２つの周波数信号ｆ１、ｆ２を含むことになるから、受信レベルの大きさが２倍になる。従って、変動率検出部６５２では、大きな変動率ζを検出することができるので、漏れを検出することができる。
【００３３】
次に、サンプリングの時間的タイミングが、組み合わせ（ＨＨ）または（ＬＬ）に相当する場合、サンプリング値には周波数信号ｆ１またはｆ２の単一波のみが含まれることになる。例えば、組み合わせ（ＬＬ）であれば、軌道回路２Ｔの周波数信号ｆ１に対して、軌道回路３Ｔから漏れた周波数信号ｆ１が重なるようになる。この場合、軌道回路２Ｔの周波数信号ｆ１と、軌道回路３Ｔから漏れた周波数信号ｆ１とは、位相が異なる。組み合わせ（ＨＨ）の場合は、軌道回路２Ｔの周波数信号ｆ２に対して、軌道回路３Ｔから漏れた周波数信号ｆ２が重ね合わされる。
【００３４】
２波が同一周波数ｆで、位相差δの場合、この２波を重ね合わせた合成波Ｆは、
Ｆ＝sin(2πft)+sin(2πft+δ)
＝2sin(2πft+δ/2)・cos(ーδ/2)
＝2cos(δ/2)・sin(2πft+δ/2)                  （１）
となる。また、大きさ｜Ｆ｜は、周波数ｆの単一波の｜2cos(δ/2)｜倍になる。
【００３５】
図６は式（１）をグラフ化して示す図である。図６において、横軸に位相差δ（×π）をとり、縦軸に合成波Ｆの単一波ｆに対する大きさ（絶対値）をとってある。
【００３６】
図６に図示されているように、２波の重ね合わせの場合、その合成波Ｆの大きさは、位相差δの変化に対応して、正弦波に従って変化する。
【００３７】
従って、組み合わせ（ＬＬ）または（ＨＨ）の場合も、周波数信号ｆ１またはｆ２の合成波Ｆの変動率ζを検出することにより、漏れを検出することができる。
【００３８】
実際的には、変動率ζの大きさにより、隣接漏れなし、隣接漏れランク１、２、３、．．のようにランク分けすることにより、絶縁劣化の程度を判定し、電文破壊を起こす前の比較的軽い絶縁劣化段階で、絶縁物３１、３２を交換することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、隣接する有絶縁軌道回路の間の絶縁状態を検出し、列車の運転効率、稼働率の向上に寄与し得る地上受信装置及びこの地上受信装置を含む列車制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る列車制御装置の構成を示す図である。
【図２】ＦＳＫ変調例を示す図である。
【図３】隣接する軌道回路間で隣接漏れを生じた場合を示す図である。
【図４】漏れ検出部の具体的な処理ブロックまたは回路ブロックを示す図である。
【図５】本発明に係る地上受信装置における隣接漏れ検出動作を説明する図である。
【図６】２波を重ね合わせた合成波と位相差との関係をグラフ化して示す図である。
【符号の説明】
６１                地上送信装置
６２                地上受信装置
Ｓ１１、Ｓ１２      符号変調信号
ｆ１、ｆ２          周波数信号
【図１】
0004976619.tif 000002
【図２】
0004976619.tif 000003
【図３】
0004976619.tif 000004
【図４】
0004976619.tif 000005
【図５】
0004976619.tif 000006
【図６】
0004976619.tif 000007