(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送波を擬似雑音符号によりスペクトラム拡散変調して送信波を作成する変調手段と、レール上における列車を停止させる所定の停止位置に向けて上記送信波を発射する送信アンテナと、上記送信波が上記列車から反射した反射波を受信する受信アンテナと、上記反射波を逆拡散により復調する復調手段と、この復調手段で抽出された擬似雑音符号と上記搬送波をスペクトラム拡散変調した擬似雑音符号との相関をとって上記反射波が上記送信アンテナから発射された上記送信波のものであるかを検出する信号検出手段と、上記反射波を検出することで上記停止位置に近付いてくる上記列車を検知し、上記列車がほぼ上記停止位置に到達したとき、上記反射波により上記列車が存在している列車位置を所定時間毎に複数回測定して、上記停止位置と上記列車位置との差を離間距離として算出し、隣接した上記離間距離の差の平均値が予め設定した停止判定基準値以下であり、上記反射波により上記列車の速度を所定時間毎に複数回測定して、隣接した上記速度の測定値間の差の平均値が予め設定した停止判定基準値以下のとき、上記列車が停止したと判定して列車停止信号を出力する列車停止判定手段とを備えたことを特徴とする列車停止検知装置。
【請求項２】
請求項１において、連結しようとする列車を制御する誘導信号機を上記列車停止信号により制御して上記列車を出発させるようにしたことを特徴とする列車停止検知装置。
【請求項３】
請求項１において、上記列車が上記ホームに到着したときに鳴動させる到着放送を上記列車停止信号により行うようにしたことを特徴とする列車停止検知装置。
【請求項４】
搬送波を擬似雑音符号によりスペクトラム拡散変調して送信波を作成し、上記送信波をレール上における列車を停止させる所定の停止位置に向けて発射して、上記送信波が上記列車から反射した反射波を受信し、上記反射波を逆拡散により復調して抽出された擬似雑音符号と上記搬送波をスペクトラム拡散変調した擬似雑音符号との相関をとって、上記反射波が上記送信波のものであるかを検出して、上記反射波を検出することで上記停止位置に近付いてくる上記列車を検知し、上記列車がほぼ上記停止位置に到達したとき、上記反射波により上記列車が存在している列車位置を所定時間毎に複数回測定し、上記停止位置と上記列車位置との差を離間距離として算出し、隣接した上記離間距離の差の平均値が予め設定した停止判定基準値以下であり、上記反射波により上記列車の速度を所定時間毎に複数回測定して、隣接した上記速度の測定値間の差の平均値が予め設定した停止判定基準値以下のとき、上記列車が停止したと判定して列車停止信号を出力するようにしたことを特徴とする列車停止検知方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、列車の停止を検知する列車停止検知装置及び列車停止検知方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、列車の増結、併合等を行う場合、場内信号機の手前２０ｍの位置に増結、併合等の連結しようとする列車を停止させてから、人が列車の停止を確認する。そして、列車の増結、併合等の際に列車の移動を制御する誘導信号機により増結、併合車両を移動させて連結を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の列車停止検知装置は以上のように、人によって列車が停止したことを確認しているので、列車の連結作業が面倒であるという問題点があった。
この発明は、所定の位置で列車が停止したことを検知することができる列車停止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停止検知装置は、搬送波を擬似雑音符号によりスペクトラム拡散変調して送信波を作成する変調手段と、レール上における列車を停止させる所定の停止位置に向けて送信波を発射する送信アンテナと、送信波が列車から反射した反射波を受信する受信アンテナと、反射波を逆拡散により復調する復調手段と、この復調手段で抽出された擬似雑音符号と搬送波をスペクトラム拡散変調した擬似雑音符号との相関をとって反射波が送信アンテナから発射された送信波のものであるかを検出する信号検出手段と、反射波を検出することで停止位置に近付いてくる上記列車を検知し、列車がほぼ停止位置に到達したとき、反射波により列車が存在している列車位置を所定時間毎に複数回測定し、停止位置と列車位置との差を離間距離として算出し、隣接した離間距離の差の平均値が予め設定した停止判定基準値以下であり、反射波により列車の速度を所定時間毎に複数回測定して、隣接した速度の測定値間の差の平均値が予め設定した停止判定基準値以下のとき、列車が停止したと判定して列車停止信号を出力する列車停止判定手段とを備えたものである。
また、連結しようとする列車を制御する誘導信号機を列車停止信号により制御して列車を出発させるようにしたものである。
また、列車がホームに到着したときに鳴動させる到着放送を列車停止信号により行うようにしたものである。
【０００５】
さらに、搬送波を擬似雑音符号によりスペクトラム拡散変調して送信波を作成し、送信波をレール上における列車を停止させる所定の停止位置に向けて発射して、送信波が列車から反射した反射波を受信し、反射波を逆拡散により復調して抽出された擬似雑音符号と搬送波をスペクトラム拡散変調した擬似雑音符号との相関をとって、反射波が送信波のものであるかを検出して、反射波を検出することで停止位置に近付いてくる列車を検知し、列車がほぼ停止位置に到達したとき、反射波により列車が存在している列車位置を所定時間毎に複数回測定し、停止位置と列車位置との差を離間距離として算出し、隣接した離間距離の差の平均値が予め設定した停止判定基準値以下であり、反射波により列車の速度を所定時間毎に複数回測定して、隣接した速度の測定値間の差の平均値が予め設定した停止判定基準値以下のとき、列車が停止したと判定して列車停止信号を出力するようにしたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
実施例１．
図１は実施例１の列車停止検知装置の設置例を示す説明図、及び図２は実施例１の構成を示すブロック図である。図１及び図２において、１はレール、２は場内信号機、３は誘導信号機で、列車の増結、併合等に使用される。４は列車停止標識で、例えば後述の列車５を停止させようとする各信号機２，３の２０ｍ手前に配置されている。５はレール１上の列車、６は各信号機２，３の位置に配置された列車停止検知装置で、以下の７〜１１により構成されている。７は変調手段で、搬送波を擬似雑音（ＰＮ）符号でスペクトラム拡散（ＳＳ）変調して送信波を作成する。８は例えば図３に示すように前方２０ｍ〜４０ｍを検知範囲とした送信アンテナで、列車停止標識４により定められた列車停止位置へ近付いてくる列車５に向けて、変調手段７から出力される送信波を発射する。９は受信アンテナで、列車５から反射された反射波を受信する。１０は復調手段で、受信アンテナ９が受信した反射波を逆拡散により復調する。１１は信号検出手段で、受信アンテナ９が受信した反射波が送信アンテナ８から発射された送信波のものであるかを検出する。１２は列車停止判定手段で、送信アンテナ８の検知範囲内でレール１上に列車５が存在することを検知すると共に、列車５が停止したかを判定して列車停止信号１２ａを出力する。１３は誘導信号機３の制御手段で、列車停止信号１２ａにより制御される。
【０００７】
次に動作について説明する。図５は列車が停止位置にあるか、否かを判断するフローチャートである。図１、図２及び図５において、変調手段７で作成した送信波を、予め設定した列車５の停止位置のレール１に向けて送信アンテナ８から発射する。列車５が送信アンテナ８の検知範囲内に存在しないときは、レール１で反射した反射波を受信アンテナ９が受信し、反射波を復調手段１０で逆拡散により復調する。そして、信号検出手段１１では反射波から抽出したＰＮ符号と搬送波のＰＮ符号とが一致したとき、反射波が送信アンテナ８から発射された送信波のものであると判定する。列車停止判定手段１２は図４に示すように、反射波の反射点までの距離と反射波の受信レベルとをセットにして、動物、自動車、人等がレール１上に存在するときの物体信号１４、及びレール１に沿って設置された既設設備による物体信号１５を記憶している。そして、各物体信号１４，１５が所定値１６以下のとき列車１以外と判断する。このように、ＰＮ符号の一致を確認して反射波がアンテナ８から発射された送信波のものであることを確認する自己チェック機能により、装置の安全性・健全性を常時チェックすることができる。
【０００８】
一方、送信アンテナ８の検知範囲内のレール１上に列車５が存在するときは、列車５で反射した反射波を受信アンテナ９が受信する。この場合、受信アンテナ９が受信する受信レベル（振幅）はレール１で反射したものに比べて大きく、図４に示す列車信号１７のように所定値１６以上となる。受信アンテナ９で受信された反射波は復調手段１０で逆拡散により復調する。信号検出手段１１では反射波から抽出されたＰＮ（擬似雑音）符号と、搬送波をＳＳ（スペクトラム拡散）変調したＰＮ符号とが一致するかを自己相関をとることにより、反射波が送信アンテナ８から発射されたものであるかを判定する（ステップＳ１）。また、反射波の受信レベルが所定値１６以上のとき列車５が検知範囲内に存在することを検知する（ステップＳ２）。列車停止判定手段１２は式（１）により、列車停止標識４から列車５までの距離Ｓを算出する。
Ｓ＝Δｔ＊Ｃ／２      ・・・・・（１）
ここで、Δｔは送信波に対する反射波の遅延時間、Ｃは光速度である。距離Ｓの測定は列車５が列車停止標識４により定められた列車停止位置に、ほぼ到達したときに行われる。この場合、所定時間（例えば、１００ｍｓｅｃ）毎に距離を求めて、列車停止位置と距離Ｓとの差である離間距離を求める。
そして、列車停止標識４が設置された停止位置と、列車５の存在が検知された位置との離間距離を表１に示すように左欄から右欄の方向に所定時間毎に１０回算出する（ステップＳ３）。
【０００９】
【表１】
0003751557.tif 000002
【００１０】
ここで、停止位置に対する停止判定基準値を距離の算出精度を勘案して、例えば１００ｃｍと設定しておく。停止位置の近くでは列車５は運転士が、すぐに停止可能な低度で動いているので、これを利用して所定の時間（１００ｍｓｅｃ）毎に距離Ｓを測定する。そして、表１において所定時間毎に隣接した離間距離の差を９回分算出し、９回分の差の平均値を算出する（ステップＳ４）。表１の例では平均値が２０ｃｍとなるので、停止判定基準値１００ｃｍ以下となる（ステップ５）。これにより、列車停止判定手段１２は列車が停止したと判定（ステップ６）して列車停止信号１２ａを出力する。列車停止信号１２ａにより制御手段１３が誘導信号機３を制御して、列車５の進行を許可する表示にして増結、併合等の列車５を出発させる。
表１において、離間距離を１０回算出する例について説明したが、少なくとも２回算出して離間距離の差を平均値としても同様の効果を期待することができる。
【００１１】
以上のように、反射波により列車５が存在している列車位置を所定時間毎に複数回測定し、停止位置と列車位置との差を離間距離として所定時間毎に算出し、隣接した離間距離の差の平均値が予め設定した停止判定基準値以下のとき、列車５が停止したと判定することにより、人が介在することなく列車５の停止を検知することができる。
実施例１において、列車停止判定手段１２は列車５が列車停止標識４により定められた列車停止位置に、ほぼ到達したときに距離Ｓの測定が行われるものについて説明したが、列車５が実際に止まるであろう時間を判断して距離Ｓを測定し、「列車停車位置と列車位置との離間距離を所定時間毎に算出する（図５のステップＳ３）」ようにしても同様の効果を期待することができる。
【００１２】
実施の形態１．
図６は実施の形態１の構成を示すブロック図である。図１及び図６において、１〜１１は実施例１のものと同様のものである。１８は列車停止判定手段で、レール１上の停止位置の近傍に列車５が近付いてきたことを検知すると共に、列車５が停止したことを判定して、列車５が停止したことを示す列車停止信号１８ａを出力する。
次に動作について説明する。図７は列車が停止位置にあるか、否かを判断するフローチャートである。図１，図６及び図７において、実施例１と同様に列車５で反射した反射波を受信アンテナ９が受信して、復調手段１０で逆拡散により復調する。信号検出手段１１では実施の形態１と同様に受信アンテナ９が受信した反射波が送信アンテナ８から発射されたものであるかを判定する（ステップＳ１）。さらに、ステップＳ２〜Ｓ５において、列車５の列車位置が停止判定基準値以下であるかの判定を行う。
【００１３】
さらに、送信アンテナ８の検知範囲内に列車５が存在することを検知し（ステップＳ２）、反射波によるドップラー効果を利用して列車５の速度を算出する。そして、列車５の速度を所定時間毎に、例えば１０回算出し（ステップＳ６）、隣接した速度の測定値間の差の平均値を算出する（ステップＳ７）。
ここで、速度をドップラー効果で測定する場合に速度０は測定不能である。このため停止状態を判定する停止判定基準値を、例えば列車５がほぼ停止状態であると見なしてもよい速度を１ｋｍ／ｈと設定する。これにより、ステップＳ７  で算出した平均値が１ｋｍ／ｈ以下かを判定する（ステップＳ８）。次に、列車停止標識４で示された列車停止位置と実際の列車位置との差を離間距離として、離間距離の差の平均値が停止判定基準値１００ｃｍ以下で、速度の差の平均値が停止判定基準値１ｋｍ／ｈ以下のＡＮＤ条件（ステップＳ９）により列車停止判定手段１８は列車５が停止したと判定（ステップＳ１０）して列車停止信号１８ａを出力する。列車停止信号１７ａにより誘導信号機（図示せず）を制御して、列車５の進行を許可する表示にして、増結、併合等の列車５を出発させる。
上記において、列車５の速度を１０回算出するものについて説明したが、少なくとも２回算出して各測定値の差を平均値としても同様の効果を期待することができる。
【００１４】
以上のように、離間距離の差の平均値が予め設定した停止判定基準値以下で、所定時間毎に測定した速度の差の平均値が停止判定基準値以下のとき、列車５が停止したと判定することにより、人が介在することなく列車５の停止をより精度よく検知することができる。
実施例１及び実施の形態１において、列車停止判定手段１２，１８の列車停止信号１２ａ，１８ａにより誘導信号機を制御するものについて説明したが、図８に示すようにホーム屋根１９に列車停止検知装置２０を配置して、駅のホーム２１に到着した列車２２の停止を判定して列車２２の到着放送を起動させることができる。
これにより、人が列車２２の停止を確認してからスイッチボタンを押して到着放送を鳴動させる必要がなく、業務の合理化を推進することが出来る。
【００１５】
【発明の効果】
この発明によれば、反射波が送信アンテナから発射された送信波のものであるかを信号検出手段で検出し、反射波を検出することで停止位置に近付いてくる列車を検知し、列車がほぼ停止位置に到達したとき、反射波により列車が存在している列車位置を所定時間毎に複数回測定して、停止位置と列車位置との差を離間距離として算出し、隣接した離間距離の差の平均値が予め設定した停止判定基準値以下であり、反射波により列車の速度を所定時間毎に複数回測定して、隣接した速度の測定値間の差の平均値が予め設定した停止判定基準値以下のとき、列車が停止したと判定して列車停止信号を出力することにより、人が介在することなく列車の停止をより精度よく検知することができる。
また、列車を制御する誘導信号機を列車停止信号により制御して列車を出発させるようにしたことにより、人が介在することなく列車の停止を検知することができるので、業務の合理化を推進することが出来る。
また、列車がホームに到着したときに鳴動させる到着放送を列車停止信号により行うようにしたことにより、人が列車の停止を確認してからスイッチボタンを押して到着放送を鳴動させる必要がなく、業務の合理化を推進することが出来る。
【００１６】
さらに、離間距離の差の平均値が予め設定した停止判定基準値以下で、所定時間毎に測定した速度の差の平均値が停止判定基準値以下のとき、列車が停止したと判定することにより、人が介在することなく列車の停止をより精度よく検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施例１の列車停止検知装置を設置した例を示す説明図である。
【図２】  実施例１の構成を示すブロック図である。
【図３】  図２の送信アンテナの検知範囲を示す説明図である。
【図４】  図２において反射波の受信レベルを示す説明図である。
【図５】  図２列車が停止位置にあるか、否かを判断するフローチャートである。
【図６】  実施の形態１の構成を示すブロック図である。
【図７】  図６の列車が停止位置にあるか、否かを判断するフローチャートである。
【図８】  この発明の適用例を示す説明図である。
【符号の説明】
１  レール、３  誘導信号機、５，２２  列車、７  変調手段、
８  送信アンテナ、９  受信アンテナ、１０  復調手段、
１１  信号検出手段、１８  列車停止判定手段。
【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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【図７】
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【図８】
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