(57)【要約】【課題】鉄道通信回線に挿入されている装荷線輪のインダクタンス値を変化させ、状況に合せた最適な回線品質を得ることができる回線特性制御システムを提供する。【解決手段】回線特性制御システム１は、両端に接続された通信装置５により信号が送受信される信号回線３と、この信号回線３上に所定の間隔を有して接続され、インダクタンス値を変化させることができるインダクタンス可変型装荷線輪４と、信号回線３の両端に設けられ、制御信号を送信することにより、インダクタンス可変型装可線輪４にインダクタンス値を設定する回線特性制御装置６と、この回線特性制御装置６とインダクタンス可変型装荷線輪４との間に接続され、制御信号が送受信される制御回線７と、を有して構成される。【選択図】図１
2009239563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に接続された通信装置により信号が送受信される信号回線と、
前記信号回線上に所定の間隔を有して接続され、インダクタンス値を変化させることができる装荷線輪と、
前記信号回線の両端に設けられ、制御信号を送信することにより、前記装可線輪に前記インダクタンス値を設定する回線特性制御装置と、
前記回線特性制御装置と前記装荷線輪との間に接続され、前記制御信号が送受信される制御回線と、
を有する回線特性制御システム。
【請求項２】
前記回線特性制御装置は、
前記信号回線に測定信号を送信する発振部と、
前記信号回線から前記測定信号を受信する受信部と、
前記信号回線のループ抵抗値を測定する抵抗測定部と、
前記信号回線に対して、前記発信部、前記受信部、及び、前記抵抗測定部の何れかを接続するか、若しくは、前記信号回線を短絡する機能選択スイッチと、
前記受信部で受信した前記測定信号の信号レベルと、前記抵抗値測定部で測定した前記ループ抵抗値とから前記装荷線輪の前記インダクタンス値を決定して前記制御信号を送信することにより当該装荷線輪に当該インダクタンス値を設定する演算部と、
当該回線特性制御装置全体の作動を制御するとともに、前記制御信号を送信して前記装荷線輪の作動及びインダクタンス値を制御する制御部と、
前記制御回線に前記制御信号を送信する制御回線用モデム装置と、を有し、
前記装荷線輪は、
前記信号回線に挿入され、インダクタンス値を変化可能な可変型インダクタンス部と、
前記可変型インダクタンス部の両端のそれぞれに設けられ、前記信号回線に対して、当該可変型インダクタンス部を接続するか、若しくは、前記信号回線を短絡する回線選択スイッチと、
前記回線特性制御装置から送信される前記制御信号に基づいて、前記可変型インダクタンス部の前記インダクタンス値を設定し、また、前記回線選択スイッチの作動を制御する装荷線輪制御部と、
前記制御回線を介して前記制御信号を受信するか、若しくは隣接する前記装荷線輪に転送する制御回線用モデム装置と、を有する請求項１に記載の回線特性制御システム。
【請求項３】
前記信号回線の両端に設けられた前記回線特性制御装置のいずれか一方（以下、第１の回線特性制御装置と呼ぶ）の前記制御部は、
前記信号回線の両端に設けられた前記回線特性制御装置の他方（以下、第２の回線特性制御装置と呼ぶ）に制御信号を送信し、前記第２の回線特性装置における前記機能選択スイッチの作動を制御して、前記信号回線に前記発振部を接続し、当該発振部から前記測定信号を送信するステップ、
前記第１の回線特性制御装置の前記機能選択スイッチの作動を制御して、前記信号回線に前記受信部を接続し、前記第２の回線特性制御装置から送信される前記測定信号を受信し、当該測定信号の信号レベルを検出し、前記演算部により前記信号レベルから前記信号回線における８００Ｈｚ基準の減衰ひずみ量を算出するステップ、
前記信号回線上に設けられている全ての前記装荷線輪に前記制御信号を送信し、各々の前記装荷線輪のインダクタンス値を０にするステップ、
前記第２の回線特性制御装置に前記制御信号を送信し、当該第２の回線特性制御装置における前記機能選択スイッチの作動を制御して、前記信号回線を短絡するステップ、
前記第１の回線特性制御装置の前記機能選択スイッチの作動を制御して、前記信号回線に前記抵抗測定部を接続し、前記信号回線のループ抵抗値を測定して、前記演算部により前記ループ抵抗値から当該信号回線の回線長を算出するステップ、
最も前記第２の回線特性制御装置側にある前記装荷線輪から順に、前記制御信号を送信して前記回線選択スイッチの作動を制御し、前記第１の回線特性制御装置側にある前記信号回線を短絡して当該装荷線輪までのループ抵抗値を測定し、前記演算部により前記ループ抵抗値から当該装荷線輪の各々の前記第１の回線特性制御装置からの距離を算出するステップ、及び、
前記演算部により、前記減衰ひずみ量、前記回線長、及び、前記装荷線輪各々の距離を用いて前記装荷線輪のインダクタンス量を決定し、前記制御信号を送信して前記装荷線輪のインダクタンス量を設定するステップ、を実行するように構成された請求項２に記載の回線特性制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道通信回線に挿入されている装荷線輪のインダクタンス値を変更し、状況に合せた最適な回線品質を得るようにする回線特性制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通信回線は距離が長くなると減衰量が大きくなり、送信側で送った信号が受信側に届かないという問題点がある。このため、長距離電話回線では、音声周波数帯域（０〜４ｋＨｚ）の減衰を抑える目的で、等間隔に装荷線輪（ローディングコイル）が挿入されており、在来線鉄道では１３０ｍＨの装荷線輪が挿入間隔２ｋｍで挿入されている。この装荷線輪が挿入された回線は装荷回線と呼ばれている。このような装荷回線（電話回線）において、伝送品質を確保するためにはその特性を把握することが重要であり、装荷線輪の位置等を含む回線の特性を測定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−０９０４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような装荷回線においては、適切なインダクタンス値の装荷線輪を挿入しなければ、電話回線の通話品質が低下してしまう。さらに、装荷線輪の挿入箇所は駅間に存在するため、保守・管理上問題となっている。また、近年、高周波帯域を使用した高速ディジタル伝送（ＡＤＳＬのような１０ｋＨｚ程度〜数ＭＨｚの周波数を用いる伝送方式）の需要が高まっているが、装荷線輪が挿入されている回線は高周波帯域を遮断するため、高速ディジタル伝送に使用することができない。そのため、通信回線の最適な回線品質を得るために、装荷線輪のインダクタンス値を動的に変化させるシステムの開発が課題となっている。
【０００４】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、鉄道通信回線に挿入されている装荷線輪のインダクタンス値を変化させ、状況に合せた最適な回線品質を得ることができる回線特性制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、本発明に係る回線特性制御システムは、両端に接続された通信装置により信号が送受信される信号回線と、この信号回線上に所定の間隔を有して接続され、インダクタンス値を変化させることができる装荷線輪と、信号回線の両端に設けられ、制御信号を送信することにより、装可線輪にインダクタンス値を設定する回線特性制御装置と、この回線特性制御装置と装荷線輪との間に接続され、制御信号が送受信される制御回線と、を有して構成される。
【０００６】
このような本発明に係る回線特性制御システムにおいて、回線特性制御装置は、信号回線に測定信号を送信する発振部と、信号回線から測定信号を受信する受信部と、信号回線のループ抵抗値を測定する抵抗測定部と、信号回線に対して、発信部、受信部、及び、抵抗測定部の何れかを接続するか、若しくは、信号回線を短絡する機能選択スイッチと、受信部で受信した測定信号の信号レベルと、抵抗値測定部で測定したループ抵抗値とから装荷線輪のインダクタンス値を決定する演算部と、当該回線特性制御装置全体の作動を制御するともに、制御信号を送信して装荷線輪の作動及びインダクタンス値を制御する制御部と、制御回線に制御信号を送信する制御回線用モデム装置と、を有して構成され、また、装荷線輪は、信号回線に挿入され、インダクタンス値を変化可能な可変型インダクタンス部と、この可変型インダクタンス部の両端のそれぞれに設けられ、信号回線に対して、当該可変型インダクタンス部を接続するか、若しくは、この信号回線を短絡する回線選択スイッチと、回線特性制御装置から送信される制御信号に基づいて、可変型インダクタンス部のインダクタンス値を設定し、また、回線選択スイッチの作動を制御する装荷線輪制御部と、制御回線を介して制御信号を受信するか、若しくは隣接する装荷線輪に転送する制御回線用モデム装置と、を有して構成されることが好ましい。
【０００７】
このとき、信号回線の両端に設けられた回線特性制御装置のいずれか一方（以下、第１の回線特性制御装置と呼ぶ）の制御部は、信号回線の両端に設けられた回線特性制御装置の他方（以下、第２の回線特性制御装置と呼ぶ）に制御信号を送信し、第２の回線特性装置における機能選択スイッチの作動を制御して、信号回線に発振部を接続し、当該発振部から測定信号を送信するステップ、第１の回線特性制御装置の機能選択スイッチの作動を制御して、信号回線に受信部を接続し、第２の回線特性制御装置から送信される測定信号を受信し、当該測定信号の信号レベルを検出し、演算部により信号レベルから信号回線における８００Ｈｚ基準の減衰ひずみ量を算出するステップ、信号回線上に設けられている全ての装荷線輪に制御信号を送信し、各々の装荷線輪のインダクタンス値を０にするステップ、第２の回線特性制御装置に制御信号を送信し、当該第２の回線特性制御装置における機能選択スイッチの作動を制御して、信号回線を短絡するステップ、第１の回線特性制御装置の機能選択スイッチの作動を制御して、信号回線に抵抗測定部を接続し、この信号回線のループ抵抗値を測定して、演算部によりループ抵抗値から当該信号回線の回線長を算出するステップ、最も第２の回線特性制御装置側にある装荷線輪から順に、制御信号を送信して回線選択スイッチの作動を制御し、第１の回線特性制御装置側にある信号回線を短絡して装荷線輪までのループ抵抗値を測定し、演算部によりこのループ抵抗値から当該装荷線輪の各々の第１の回線特性制御装置からの距離を算出するステップ、及び、演算部により、減衰ひずみ量、回線長、及び、装荷線輪各々の距離を用いて装荷線輪のインダクタンス量を決定し、制御信号を送信して装荷線輪のインダクタンス量を設定するステップ、を実行するように構成されることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
このような本発明に係る回線特性制御システムを以上のように構成すると、回線特性制御装置から、各装荷線輪のインダクタンス値を設定することができるので、装荷線輪の挿入箇所に移動してそのインダクタンス値を変更する必要がなくなる。また、インダクタンス値が可変であるため、回線状況に応じて装荷線輪のインダクタンス値を変更することができるので、通信装置の故障によるネットワーク構成の変化時や、この信号回線を用いて提供するサービスの種別（音声通信か、高速ディジタル伝送か、等）毎に回線品質を改善することができる。また、この信号回線を高速ディジタル伝送に使用する場合でも、装荷線輪を取り外すことなく、サービスを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の好ましい形態について図面を参照して説明する。まず、図１を用いて本発明に係る回線特性制御システム１を含む鉄道用通信システムの構成について説明する。この鉄道用通信システムは、軌道に沿って敷設された信号回線３と、この信号回線３に所定の間隔を空けて設置されたインダクタンス可変型装荷線輪４とから構成される鉄道通信回線２を有し、この鉄道通信回線２の両端に、駅舎や指令所等に設けられた通信装置５が接続され、通信装置５の間で情報（電話であれば音声通信情報）の送受信が行われる（図１においては、Ａ駅及びＢ駅の間に鉄道通信回線２が敷設されている場合を示している）。また、この鉄道用通信システムにおいて、通信装置５と鉄道通信回線２との間には回線特性制御装置６が配置されており、この回線特性装置６と、インダクタンス可変型装荷線輪４との間には、制御回線７が接続されている。なお、図１では、鉄道通信回線２における信号回線３は１回線であるが、１本の制御回線７に対して、複数の信号回線３を制御することも可能である。例えば、鉄道では通信回線が５０本収容されたケーブルを使用する場合があるが、そのうち１本を制御回線７として、他の４９本の信号回線３の制御を行うことも可能である。
【００１０】
回線特性制御装置６は、図２に示すように、全体の制御を行う制御部６１と、信号回線３の一端側に接続された回線特性制御装置６から他端側に接続された回線特性制御装置６で測定信号を送信する発振部６２と、この一端側の発振部６２から送信された測定信号を他端側で受信する受信部６３と、信号回線３の抵抗値を測定する抵抗測定部６４と、後述する機能選択スイッチ６５と、受信部６３で受信した測定信号に基づいて信号回線３の減衰ひずみ量を算出する演算部６６と、制御回線７を介して制御信号を送信することにより、インダクタンス可変型装荷線輪４の動作状態を制御する制御回線用モデム装置６７とを有して構成される。ここで、機能選択スイッチ６５は、図３に示すように、信号回線３と発振部６２、受信部６３、抵抗測定部６４及び外部の通信装置５のいずれか、若しくは、信号回線３を短絡する短絡回路６５ｃに接続するスイッチ部６５ａと、制御部６１からの制御信号に応じてこのスイッチ部６５ａを切り替えるスイッチ動作指示部６５ｂとから構成される。
【００１１】
インダクタンス可変型装荷線輪４は、図４に示すように、鉄道通信回線２の信号回線３に挿入され、そのインダクタンス値を可変に構成された可変型インダクタンス部４１と、この可変型インダクタンス部４１の両端にそれぞれ取り付けられ、可変型インダクタンス部４１と信号回線３との接続及び切断（信号回線３の短絡）を行う回線選択スイッチ４２ａ，４２ｂと、可変型インダクタンス部４１及び回線選択スイッチ４２ａ，４２ｂの作動を制御する装荷線輪制御部４３と、このインダクタンス可変型装荷線輪４を挟んで一端側の制御回線７に接続され、この一端側にある回線特性制御装置６からの制御信号を受信して装荷線輪制御部４３に渡す制御回線用モデム装置４４ａ、及び、他端側の制御回線７に接続され、この他端側にある回線特性制御装置６からの制御信号を受信して装荷線輪制御部４３に渡す制御回線用モデム装置４４ｂとから構成される。ここで、回線選択スイッチ４２ａ，４２ｂは、図５に示すように、この回線選択スイッチ４２ａ，４２ｂが接続されている信号回線３と可変型インダクタンス部４１とを接続するか、若しくは、この信号回線３を短絡回路４２ｅに接続して短絡するスイッチ部４２ｃと、装荷線輪制御部４３からの制御信号に応じてこのスイッチ部４２ｃを切り替えるスイッチ動作指示部４２ｄとから構成される。
【００１２】
それでは、以上のような構成の鉄道用通信システムにおいて、回線特性制御システム１により、インダクタンス可変型装荷線輪４の可変型インダクタンス部４１のインダクタンス値を適切な値に設定して、より品質の良い電話回線を確保するための方法について図６〜図９を用いて説明する。なお、以降の説明では、図１に示す構成においてＡ駅に設置された回線特性制御装置６ａから制御を行うものとする。
【００１３】
（減衰量の測定と減衰ひずみ量の算出）
図７に示すように、Ａ駅の回線特性制御装置６ａは、インダクタンス可変型装荷線輪４のインダクタンス値の調整の処理を開始すると、この回線特性制御装置６ａの制御部６１から制御回線用モデム装置６７を介して減衰量測定開始の制御信号を、Ｂ駅の回線特性制御装置６ｂに向けて制御回線７に送信する（ステップＳ１００）。Ｂ駅の回線特性制御装置６ｂは、この制御信号を受信すると、制御部６１から機能選択スイッチ６５に操作信号が送られ、スイッチ部６５ａにより信号回線３と発振部６２とを接続し、この発振部６２から予め定められた出力・周波数の測定信号を発振する（ステップＳ１１０）。一方、Ａ駅の回線特性制御装置６ａでは、制御部６１からの操作信号により機能選択スイッチ６５が動作し、信号回線３と受信部６３とが接続され、Ｂ駅の回線特性制御装置６ｂ（発振部６２）から送信された測定信号を受信して、この測定信号の信号レベルの測定を開始する（ステップＳ１２０）。受信部６３で測定された測定信号の信号レベルはこの回線特性制御装置６ａの演算部６６に送られ、現状回線のデータとして保持されるとともに、８００Ｈｚ基準の減衰ひずみ量が算出されて保持される（ステップＳ１３０）。
【００１４】
（ループ抵抗値の測定と位置の特定）
次に、図８に示すように、Ａ駅の回線特性制御装置６ａから、制御回線７を介して各インダクタンス可変型装荷線輪４にインダクタンス値を０にする制御信号を送信する（ステップＳ１４０）。なお、インダクタンス可変型装荷線輪４の装荷線輪制御部４３では自装置宛ての制御信号以外はそのまま反対側の制御回線用モデム装置に（４４ａから受信した信号は４４ｂに）送り出す。インダクタンス値を０にする制御信号を受け取った装荷線輪制御部４３では可変型インダクタンス部４１のインダクタンス値を０にする。インダクタンス値の変更は巻線数を変更するなどして可能であるものとする。そして、回線特性制御装置６ａは、全てのインダクタンス可変型装荷線輪４のインダクタンス値を０にした後、Ｂ駅の回線特性制御装置６ｂに信号回線３を短絡にする制御信号を送信し、Ｂ駅の回線特性制御装置６ｂはこの制御信号を受信すると、機能選択スイッチ６５の作動を制御して、信号回線３と短絡回路６５ｃを接続してＢ駅側は短絡となる（ステップＳ１５０）。これによってループ回線を構成し、Ａ駅の回線特性制御装置６ａに設けられた抵抗測定部６４にて信号回線３のループ抵抗値を測定する（ステップＳ１６０）。測定結果は演算部６６に送られ、予め保持している回線１ｋｍあたりのループ抵抗値のデータより、回線長を算出し保持する（ステップＳ１７０）。なお、測定が終了したら、Ａ駅側の回線特性制御装置６ａの制御部６１は、Ｂ駅の回線特性制御装置６ｂに制御信号を送信し、Ｂ駅側の信号回線３は、直ちに短絡から開放状態にされる。
【００１５】
次に、最もＢ駅側にあるインダクタンス可変型装荷線輪４からＡ駅側に向かって順に、各インダクタンス可変型装荷線輪４のＡ駅側の回線選択スイッチ４２（４２ａ）により信号回線３を短絡し、Ａ駅の抵抗測定部６４でループ抵抗値を測定し、終了後に開放とする動作を繰り返し、A駅から各インダクタンス可変型装荷線輪４までのループ抵抗値を測定し（ステップＳ１８０）、このループ抵抗値より各インダクタンス可変型装荷線輪４の位置（Ａ駅からの距離）を演算部６６にて算出する（ステップＳ１９０）。
【００１６】
（インダクタンス値の決定）
以上の処理により、信号回線３の減衰ひずみ量の算出と、この信号回線３の回線長及びインダクタンス可変型装荷線輪４の位置の測定とが行われると、次に、Ａ駅の回線特性制御装置６ａの演算部６６で、挿入間隔による許容減衰値を満たすインダクタンス可変型装荷線輪４のインダクタンス値を算出し、さらに減衰ひずみ量を算出し、測定した現状の駅間の減衰ひずみ量との比較を行い、回線品質が良くなる挿入間隔とインダクタンス値を算出する（ステップＳ２００）。
【００１７】
図９の例のように、信号回線３に挿入されるインダクタンス値が大きくなると（５０ｍＨ→１３０ｍＨ）、音声帯域の中心周波数（８００Ｈｚ）の減衰は大きくなり、送信側から受信側に中心周波数の信号が届き易くなるが、ある特定の周波数になると急激に減衰が増大する。このため、減衰の増大が抑制される帯域が狭くなり、電話の通話品質は低下する。ここで、電話回線の通話品質は、中心周波数の減衰量と有効周波数（０〜４ｋＨｚ）での減衰量の変化に影響され、中心周波数の減衰量が小さく、有効周波数の減衰量の変化が小さい方が、通話品質はよくなる。減衰ひずみ量とはこの減衰量の変化を示すもので、各周波数の減衰量が基準となる周波数の減衰量に比べてどれだけ大きい（または小さい）のかを表す指標となる。そこで、装荷線輪のインダクタンス値を適切な値にすることで、電話回線の品質を向上させる。
【００１８】
そこで、回線特性制御装置６ａの演算部６６は、上述の測定結果及び算出結果を基に、信号回線３に挿入されている全てのインダクタンス可変型装荷線輪４のインダクタンス値を、０から所定の刻み幅で増加させて行き、そのときの８００Ｈｚ基準の減衰ひずみ量を算出する。そして、この減衰ひずみ量が所定の閾値を下回ったところで、そのときのインダクタンス値を各インダクタンス可変型装荷線輪４に送信し、インダクタンス値の変更を行う（ステップＳ２１０）。
【００１９】
なお、この鉄道通信回線２（信号回線３）を用いて高速ディジタル伝送を行う場合には、回線特性制御装置６（６ａ）から各インダクタンス可変型装荷線輪４のインダクタンス値を０に設定することにより、装荷線輪がなく高周波帯域を遮断しない回線を構成することができる。
【００２０】
以上説明したように、本発明に係る回線特性制御システムを以上のように構成すると、回線特性制御装置６から、各インダクタンス可変型装荷線輪４のインダクタンス値を設定することができるので、このインダクタンス可変型装荷線輪４の挿入箇所に移動してそのインダクタンス値を変更する必要がなくなる。また、インダクタンス値が可変であるため、回線状況に応じてインダクタンス可変型装荷線輪４のインダクタンス値を変更することができるので、例えば、通信装置５の故障により回路構成が変更になったときや、この信号回線を用いて提供するサービスの種別（音声通信か、高速ディジタル伝送か、等）が変更されたときなどに、回線品質を改善することができる。また、この信号回線を高速ディジタル伝送に使用する場合でも、インダクタンス可変型装荷線輪４を取り外すことなく、サービスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る回線特性制御システムの構成を示すブロック図である。
【図２】回線特性制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】上記回線特性制御装置の機能選択スイッチの構成を示すブロック図である。
【図４】インダクタンス可変型装荷線輪の構成を示すブロック図である。
【図５】上記インダクタンス可変型装荷線輪の回線選択スイッチの構成を示すブロック図である。
【図６】回線選択制御装置の処理を示すフローチャートである。
【図７】減衰ひずみ量測定時の測定信号の流れを示す説明図である。
【図８】ループ抵抗値測定時の信号の流れを示す説明図である。
【図９】インダクタンス値毎の周波数と減衰量の関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  回線特性制御システム    ３  信号回線    ４  インダクタンス可変型装荷線輪
６  回線特性制御装置    ７  制御回線
６１  制御部    ６２  発振部    ６３  受信部    ６４  抵抗測定部
６５  機能選択スイッチ    ６６  演算部    ６７  制御回線用モデム
４１  可変型インダクタンス部    ４２ａ，４２ｂ  回線選択スイッチ
４３  装荷線輪制御部    ４４ａ，４４ｂ  制御回線用モデム
【図１】
2009239563.tif 000003
【図２】
2009239563.tif 000004
【図３】
2009239563.tif 000005
【図４】
2009239563.tif 000006
【図５】
2009239563.tif 000007
【図６】
2009239563.tif 000008
【図７】
2009239563.tif 000009
【図８】
2009239563.tif 000010
【図９】
2009239563.tif 000011