JP4646833B2 - 情報伝送装置 - Google Patents

Description

この発明は、地上と列車の間で情報を授受する情報伝送装置、特に列車を定位置に停止させるときの停止位置検出精度の向上に関するものである。

列車を定位置に停止させるために地上と列車の間で情報を授受する情報伝送装置が例えばて特許文献１や特許文献２に開示されている。特許文献１に開示された情報伝送装置の地上装置は、図５に示すに示すように、列車１を停止させる領域のレール４間でレール４に沿って敷設した第１のループコイル２０ａと第２のループコイル２０ｂ及び第３のループコイル２０ｃと、各ループコイル２０ａ〜２０ｃに接続された送受信装置２１ａ〜２１ｃ及び各送受信装置２１ａ〜２１ｃに接続された信号処理装置２２を有し、列車１に設けられた車上子が各ループコイル２０ａ〜２０ｃと電磁結合したとき、地上に設けた信号処理装置２２と列車１に搭載された車上装置３との間で情報の授受を行う。

この情報伝送装置において、地上に設けた信号処理装置２２は、車上子が第１のループコイル２０ａと電磁結合したとき、列車１の位置が定位置停止領域の手前であると判断し、列車停止位置情報としてショート信号を送受信装置２１ａから第１のループコイル２０ａを介して列車１に送信する。また、車上子が第２のループコイル２０ｂと電磁結合したとき、列車１の位置が定位置停止領域であると判断し、列車停止位置情報としてジャスト信号を送受信装置２１ｂから第２のループコイル２０ｂを介して列車１に送信する。さらに、車上子が第３のループコイル２０ｃと電磁結合したとき、列車１の位置が定位置停止領域を超えたと判断し、列車停止位置情報としてオーバー信号を送受信装置２１ｃから第３のループコイル２０ｃを介して列車１に送信する。このようにして列車１の停止位置を検出するようにしている。

また、特許文献２に開示された情報伝送装置の地上装置は、図６に示すように、中央部に撚架点ａを有する第１のループコイル２３ａと、第１のループコイル２３ａの撚架点ａとは異なる位置の２個所ｂ１，ｂ２に撚架点を有する第２のループコイル２３ｂとを有し、第１のループコイルに第２のループコイルを重畳して列車を停止させる領域に敷設し、第１のループコイル２３ａと第２のループコイル２３ｂとにスイッチ２４を介して送受信装置２５を接続している。そして定常状態においては送受信装置２５を第１のループコイル２３ａに接続し、列車１が第１のループコイル２３ａに達すると、第１のループコイル２３ａを介して車上装置３と送受信し、列車１が第１のループコイル２３ａの撚架点ａに達して無信号になると列車１を停止させる。このときスイッチ４を第２のループコイル２３ｂに切り替えて第２のループコイル２３ｂを介して車上装置３と送受信し、列車１が第２のループコイル２３ｂの撚架点ｂ２に達して無信号になるとスイッチ４を第１のループコイル２３ａに切り替えて第１のループコイル２３ａを介して車上装置３と送受信する。この第１のループコイル２３ａの撚架点ａと第２のループコイル２３ｂの撚架点ｂ１との間を定位置停止領域として列車１の停止位置を判定し、列車１が定位置停止領域を超えたときオーバーランと判定している。
特開平１０−２６４８１４号公報 特開２００１−１７１５２１号公報

特許文献１に示すように、列車１を停止させる領域のレール４間に第１のループコイル２０ａと第２のループコイル２０ｂ及び第３のループコイル２０ｃを敷設し、各ループコイル２０ａ〜２０ｃと車上子が電磁結合したことを検出して列車１の停止位置を判定すると、ループコイル２０ａ〜２０ｃ毎に送受信装置２１ａ〜２１ｃを設ける必要があり、装置の構成が複雑になるとともに高価格になってしまうという短所がある。

また、特許文献２に示すように、第１のループコイル２３ａと第２のループコイル２３ｂとを介して列車１と送受信している信号が無信号になったときに各ループコイル２３ａ，２３ｂと送受信装置２５の接続をスイッチ４により切り替えていると、スイッチ４の切り替え制御が容易でないとともに、列車１が定位置停止領域を超えてオーバーランして後退したとき定位置停止領域がずれてしまうという短所がある。

この発明は、このような短所を改善し、簡単な構成で列車の位置を列車及び列車と地上の両方で精度良く判定することができる情報伝送装置を提供することを目的とするものである。

この発明の情報伝送装置は、地上装置と列車に搭載した車上装置及び車上アンテナを有し、地上装置は、所定の区間でレールに沿ってレール間に敷設したループコイルと、ループコイルを介して列車と情報を授受する情報送受信装置を有し、ループコイルは定点領域とその前後の所定の領域に３つのループが所定間隔で設けられ、前記３つのループは定点領域とその前後の所定の領域以外のループコイルの巻き数より多い巻き数で、かつ定点領域より前の所定の領域のループと定点領域のループと定点領域より後の所定の領域のループは巻き数が異なって形成され、車上装置は、送受信部と受信レベル測定部及び列車位置判定部を有し、送受信部は、車上アンテナを介して列車情報をループコイルに送信するとともに情報送受信装置からループコイルを介して送られる制御情報を受信し、受信レベル測定部はループコイルを介して送られる制御情報を車上アンテナで受信しているときに車上アンテナに生じる誘起電圧を測定し、列車位置判定部は受信レベル測定部で測定している車上アンテナの誘起電圧を入力し、定点領域とその前後の所定の領域以外のループコイルの巻き数及び定点領域とその前後の所定の領域の３つのループの巻き数の差によって変化する車上アンテナの誘起電圧により列車の位置を判定することを特徴とする。

また、前記情報送受信装置は、情報処理部と送受信部と受信レベル測定部及び列車位置判定部を有し、情報処理部は列車に送信する制御情報を生成し、送受信部は情報処理部で生成した制御情報をループコイルに送り、ループコイルを介して列車情報を受信し、受信レベル測定部は車上アンテナから送られる列車情報をループコイルで受信しているときにループコイルに生じる誘起電圧を測定し、列車位置判定部は受信レベル測定部で測定しているループアンテナの誘起電圧を入力し、定点領域とその前後の所定の領域以外のループコイルの巻き数及び定点領域とその前後の所定の領域の３つのループの巻き数の差によって変化する前記ループアンテナの誘起電圧により列車の位置を判定する。

この発明は、所定の区間でレールに沿ってレール間に巻き数が異なる複数のループを有するループコイルを敷設し、各ループから送信される制御情報を車上アンテナで受信しているときに車上アンテナに生じる誘起電圧の変化を検出して列車の位置を判定することにより、簡単な構成で列車の位置を高精度に制御することができる。

また、ループコイルの巻き数が異なる複数ループは、定位置停止領域に設けられたループと、その前後に設けられたループを有することにより、列車の停止位置を列車自体で高精度に制御することができる。

さらに、車上アンテナから送られる列車情報をループコイルで受信しているときにループコイルに生じる誘起電圧の変化を検出して列車の位置を判定することにより、地上でも列車の停止位置を高精度に検出することができる。

図１はこの発明の情報伝送装置の構成を示すブロック図である。情報伝送装置は、列車１を駅の定位置停止領域に停止させるものであり、地上装置２と列車１に搭載された車上装置３を有する。

地上装置２は、定位置停止領域を含む所定の区間でレール４に沿ってレール４間に敷設したループコイル５と、ループコイル５を介して車上装置３と情報を授受する情報送受信装置６を有する。ループコイル５は定位置停止領域とその前後の所定の領域に、巻き数が異なる複数のループ、例えば３つのループ５ａ，５ｂ，５ｃが所定間隔を隔てて設けられている。この３つのループ５ａ，５ｂ，５ｃの巻き数は、ループコイル５のループ５ａ，５ｂ，５ｃ以外の部分が１ターンの場合、例えばループ５ａは２ターン、ループ５ｂは３ターン、ループ５ｃは４ターンになっており、ループ５ｂは定位置停止領域に設けられている。

車上装置３は、図２のブロック図に示すように、送受信部７と受信レベル測定部８と列車位置判定部９と処理部１０及び制御部１１を有する。送受信部７は、車上アンテナ１２を介して周波数ｆ１の列車情報を地上のループコイル５に送信するとともに地上の情報送受信装置６からループコイル５を介して送られる周波数ｆ２の制御情報を受信する。受信レベル測定部８は地上の情報送受信装置６からループコイル５を介して送られる周波数ｆ２の制御情報を車上アンテナ１２で受信しているときに車上アンテナ１２に生じる誘起電圧Ｖを測定する。列車位置判定部９は受信レベル測定部８で測定している車上アンテナ１２の誘起電圧Ｖにより列車１の停止位置を判定するものであり、あらかじめ位置判定用の２つの閾値電圧Ｖｔｈ１と閾値電圧Ｖｔｈ２が設定され、受信レベル測定部８で測定している車上アンテナ１２の誘起電圧Ｖが閾値電圧Ｖｔｈ１より大きく、閾値電圧Ｖｔｈ２より小さいとき、列車１の位置が定位置停止領域にあると判定する。処理部１０は送受信部７で送信する列車情報を生成するとともに送受信部８で受信した制御情報及び列車位置判定部９で判定している列車１の位置情報を参照して列車１の速度パターンや定位置停止制御パターンを生成する。制御部１１は処理部１０で生成した速度パターンや定位置停止制御パターンにより列車１の速度や停止位置を制御する。

この情報伝送装置を使用して列車１の停止位置を判断するときの処理を説明する。

列車１に搭載した車上装置３の送受信部７は、車両番号等を有する周波数ｆ１の列車情報を車上アンテナ１２に常時送り、車上アンテナ１２から地上に送信している。この列車１が定位置停止領域より列車１の進行方向に対して手前から敷設されたループコイル５の位置に進入して、地上に設けた情報送受信装置６で車上アンテナ１２から送信している列車情報をループコイル５を介して受信すると、情報送受信装置６は受信した列車情報に応じた周波数ｆ２の制御情報をループコイル５に送る。車上アンテナ１２はループコイル５に送信された制御情報を受信し、受信した制御情報を送受信部７に送る。送受信部７は送られた制御情報を処理して処理部１０に送る。処理部１０は送られた制御情報により定位置停止制御パターンを生成して制御部１１に送る。制御部１１は送られた定位置停止制御パターンにより列車１の速度を制御する。

この車上装置３の送受信部７で地上のループコイル５から送信された制御情報を受信しているとき、受信レベル測定部８はループコイル５から送信された周波数ｆ２の制御情報により車上アンテナ１２に生じる誘起電圧Ｖを測定し、測定した誘起電圧Ｖを列車位置判定部９に逐次送る。この受信レベル測定部８で測定している誘起電圧Ｖは、車上アンテナ１２でループコイル５から送信された制御情報の受信を開始したときは、図３に示すように、初期電圧Ｖ０となっている。この状態で列車１が進行して定位置停止領域の近傍に達して停止するとき、車上アンテナ１２がループコイル５のループ５ａの位置に達してループ５ａから送信している制御情報を受信すると、ループコイル５のループ５ａ，５ｂ，５ｃ以外の巻き数が１ターンの場合、例えばループ５ａの巻き数は２ターンであるからループ５ａの送信電流が巻き数に比例して大きくなり、図３に示すように、受信レベル測定部８で測定している車上アンテナ１２の誘起電圧Ｖは電圧Ｖ１と大きくなる。列車位置判定部９は受信レベル測定部８から送られている誘起電圧Ｖを初期電圧Ｖ０とを比較しており、誘起電圧Ｖが変化して初期電圧Ｖ０より大きい電圧Ｖ１になると、あらかじめ設定された閾値電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２と比較し、送られた誘起電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔｈ１より小さいときは、列車１の位置が定位置停止領域の手前であると判断し、列車位置情報としてショート信号を処理部１０に送る。処理部１０は列車位置情報としてショート信号が送られると停止位置補正信号を制御部１１に送り、列車１の停止位置を補正させるとともに送受信部７から地上に送信させる。

また、列車１が進行して定位置停止領域を超えて、車上アンテナ１２がループコイル５のループ５ｃから送信している制御情報を受信すると、図３に示すように、受信レベル測定部８で測定している車上アンテナ１２の誘起電圧Ｖは電圧Ｖ３と大きくなる。列車位置判定部９は受信レベル測定部８から送られている誘起電圧Ｖ３とあらかじめ設定された閾値電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２と比較し、誘起電圧Ｖ３が閾値電圧Ｖｔｈ２より大きいときは、列車１の位置が定位置停止領域より行き過ぎたと判断し、列車位置情報としてオーバー信号を処理部１０に送る。処理部１０は列車位置情報としてオーバー信号が送られると停止位置補正信号を制御部１１に送り、列車１の停止位置を補正させるとともに送受信部７から地上に送信させる。

この列車１の停止位置補正により、車上アンテナ１２がループコイル５のループ５ｂの位置に達してループ５ｂから送信している制御情報を受信すると、図３に示すように、受信レベル測定部８で測定している車上アンテナ１２の誘起電圧Ｖは電圧Ｖ２と大きくなる。列車位置判定部９は受信レベル測定部８から送られている誘起電圧Ｖ２とあらかじめ設定された閾値電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２と比較し、送られた誘起電圧Ｖ２が閾値電圧Ｖｔｈ１より大きく、閾値電圧Ｖｔｈ２より小さいとき、列車１の位置が定位置停止領域にあると判定し、列車位置情報としてジャスト信号を処理部１０に送る。処理部１０は列車位置情報としてジャスト信号が送られると停止信号を制御部１１に送り、列車１を停止させるとともに送受信部７から地上に送信させる。地上の情報送受信装置６はループコイル５を介してジャスト信号が送られると列車１が定位置停止領域に停止したと判定する。

このように、定位置停止領域を含む所定の区間でレール４に沿ってレール４間に、定位置停止領域とその前後の所定の領域に、巻き数が異なる３つのループ５ａ，５ｂ，５ｃを有するループコイル５を敷設し、各ループ５ａ，５ｂ，５ｃから送信される制御情報を車上アンテナ１２で受信したときに車上アンテナ１２に生じる誘起電圧Ｖの変化を検出して列車１の停止位置を判定するから、簡単な構成で列車１の停止位置を高精度に制御することができる。

前記説明では車上装置３で列車１の停止位置を検出する場合について説明したが、図４のブロック図に示すように、地上の情報送受信装置６に、情報処理部１３と送受信部１４と受信レベル測定部１５及び列車位置判定部１６を設け、車上装置１３の送受信部７から車上アンテナ１２を介して送信される列車情報をループコイル５のループ５ａ，５ｂ，５ｃ以外の部分で受信したとき及びループ５ａ，５ｂ，５ｃで受信したときの受信レベルの変化を受信レベル測定部１５で測定して列車位置判定部１６で列車１の位置を判定するようにしても良い。このようにして情報送受信装置６でも列車の停止位置を高精度に判定することができる。

また、前記説明では駅の定位置停止領域を含む近傍にループコイル５を設けた場合について説明したが、駅の定位置停止領域以外で列車の位置と走行方向を検出する定点領域にループコイル５を設けても良い。

この発明の情報伝送装置の構成を示すブロック図である。 車上装置の構成を示すブロック図である。 車上アンテナの誘起電圧の変化特性図である。 地上の情報送受信装置の構成を示すブロック図である。 特許文献１に示された情報伝送装置の構成図である。 特許文献２に示された情報伝送装置の構成図である。

符号の説明

１；列車、２；地上装置、３；車上装置、４；レール、５；ループコイル、
５ａ，５ｂ，５ｃ；巻き数が異なるループ、６；情報送受信装置、７；送受信部、
８；受信レベル測定部、９；列車位置判定部、１０；処理部、１１；制御部、
１２；車上アンテナ、１３；情報処理部、１４；送受信部、
１５；受信レベル測定部、１６；列車位置判定部。

Claims (2)

1. 地上装置と列車に搭載した車上装置及び車上アンテナを有し、
   前記地上装置は、所定の区間でレールに沿ってレール間に敷設したループコイルと、ループコイルを介して列車と情報を授受する情報送受信装置を有し、前記ループコイルは定点領域とその前後の所定の領域に３つのループが所定間隔で設けられ、前記３つのループは定点領域とその前後の所定の領域以外のループコイルの巻き数より多い巻き数で、かつ定点領域より前の所定の領域のループと定点領域のループと定点領域より後の所定の領域のループは巻き数が異なって形成され、
   前記車上装置は、送受信部と受信レベル測定部及び列車位置判定部を有し、前記送受信部は、前記車上アンテナを介して列車情報を前記ループコイルに送信するとともに前記情報送受信装置から前記ループコイルを介して送られる制御情報を受信し、前記受信レベル測定部は前記ループコイルを介して送られる制御情報を前記車上アンテナで受信しているときに前記車上アンテナに生じる誘起電圧を測定し、前記列車位置判定部は前記受信レベル測定部で測定している前記車上アンテナの誘起電圧を入力し、定点領域とその前後の所定の領域以外のループコイルの巻き数及び定点領域とその前後の所定の領域の３つのループの巻き数の差によって変化する前記車上アンテナの誘起電圧により列車の位置を判定することを特徴とする情報伝送装置。
2. 前記情報送受信装置は、情報処理部と送受信部と受信レベル測定部及び列車位置判定部を有し、前記情報処理部は列車に送信する制御情報を生成し、前記送受信部は前記情報処理部で生成した制御情報を前記ループコイルに送り、前記ループコイルを介して列車情報を受信し、前記受信レベル測定部は前記車上アンテナから送られる列車情報を前記ループコイルで受信しているときに前記ループコイルに生じる誘起電圧を測定し、前記列車位置判定部は前記受信レベル測定部で測定している前記ループアンテナの誘起電圧を入力し、定点領域とその前後の所定の領域以外のループコイルの巻き数及び定点領域とその前後の所定の領域の３つのループの巻き数の差によって変化する前記ループアンテナの誘起電圧により列車の位置を判定する請求項１記載の情報伝送装置。

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