JP6244136B2

JP6244136B2 - 列車制御装置

Info

Publication number: JP6244136B2
Application number: JP2013167161A
Authority: JP
Inventors: 顕夫岩上
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 2013-08-09
Filing date: 2013-08-09
Publication date: 2017-12-06
Anticipated expiration: 2033-08-09
Also published as: WO2015020213A1; KR20160042945A; KR102088471B1; JP2015037330A

Description

本発明は列車制御装置に係り、特に、列車制御信号の信号部と無信号部とを正しく判別することができ、信号の位相差を正しく復調することを可能とした列車制御装置に関する。

従来から、ＡＴＣに係る列車制御装置において、地上側に設けられる地上装置と、列車側に搭載される車上装置とから構成され、地上装置から列車に向けて所定の列車制御信号を送信し、送信された列車制御信号を車上装置で受信して速度制御等の所定の列車制御を行うように構成されている。

そして、近年、アナログＡＴＣ信号（振幅変調波）に位相変調を加え、従来のＡＴＣ信号と互換性を保ちながら情報量を増やすようにしたｅ−ＡＴＣと呼ばれるＡＴＣシステムが開発されている。そして、このｅ-ＡＴＣにおいては、振幅変調波の各信号部間の位相差が情報として送られるものであるため、ＡＴＣ受信部において信号の位相差を復調する際に、信号部と無信号部とを正しく判別する必要がある。

このような信号部と無信号部とを正しく判別する技術として、従来、例えば、無線周波信号のしきい値とピーク値との間の振幅変化部分を抽出する振幅抽出手段と、無線周波信号の振幅変化部分と振幅飽和部分とだけを含んだ信号部分を抜出す信号抜出手段と、を備えた技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２０１１−０８５５９６号公報

しかしながら、前記従来の技術においては、しきい値とピーク値との間の振幅変化部分を抽出することにより、信号部分を抜き出すようにしているが、信号にしきい値を超えるノイズが加わった場合、ノイズ部分を信号部として認識してしまい信号部と無信号部とを正しく判別することができないという問題を有している。また、信号が急激に小さくなりしきい値より小さい信号となった場合、信号部を無信号部として認識してしまい信号部と無信号部とを正しく判別することができないという問題を有している。その結果、信号の位相差を正しく復調することができず、誤った処理が行われてしまうおそれがあるという問題を有している。

本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、列車制御信号の信号部と無信号部とを正しく判別することができ、信号の位相差を正しく復調することのできる列車制御装置を提供することを目的とするものである。

本発明は前記目的を達成するために、請求項１の発明に係る列車制御装置は、地上装置から送信された列車制御信号を受信して列車の制御を行う車上装置を備え、
前記車上装置は、受信した列車制御信号を構成する振幅変調波の一定区間の複数の極大値の平均値をしきい値として記憶し、次の極大値と比較して前記振幅変調波の信号部と無信号部とを判定し、
前記しきい値は、次の極大値の抽出により新たな一定区間の平均値から求めて記憶し直されることを特徴とする列車制御装置。

請求項２に係る発明は、請求項１において、前記車上装置は、少なくとも前記振幅変調波の１周期分の極大値に基づいて平均値を求めるものであることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２において、前記車上装置は、新たな極大値を検出した場合に、最も古い極大値を消去するものであることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項において、前記地上装置は、列車制御信号として送信する振幅変調波の位相を一定の割合ずつずらして送信し、
前記車上装置は、前記振幅変調波の信号部の時間差を求め、一の時間差と当該一の時間差の一つ前の時間差とが異なる場合に、当該一の時間差で検出された信号部の位相変化量を前記振幅変調波の位相差の情報として採用せず、一つ前の時間差で検出された信号部の位相変化量を採用するように処理することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項において、前記地上装置は、列車制御信号として送信する振幅変調波の位相を一定の割合ずつずらして送信し、
前記車上装置は、前記振幅変調波の信号部に基づいて位相変化量を求め、一の位相変化量と当該一の位相変化量の一つ前に求めた位相変化量とが異なる場合に、当該一の位相変化量を前記振幅変調波の位相差の情報として採用せず、一つ前に求めた位相変化量を採用するように処理することを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、車上装置により、受信した列車制御信号を構成する振幅変調波の一定区間の複数の極大値の平均値をしきい値として記憶し、次の極大値と比較して振幅変調波の信号部と無信号部とを判定し、しきい値は、次の極大値の抽出により新たな一定区間の平均値から求めて記憶し直されるようにしているので、信号部と無信号部とを正確に判定することができ、振幅変調波の位相差に基づいて正確な列車制御情報を得ることができる。

請求項２に係る発明によれば、車上装置により、少なくとも振幅変調波の１周期分の極大値に基づいて平均値を求めるようにしているので、振幅変調波の１周期分の極大値に基づいた平均値をしきい値として振幅変調波の信号部と無信号部とを判定することができる。

請求項３に係る発明によれば、車上装置が、新たな極大値を検出した場合に、最も古い極大値を消去するようにしているので、車上装置の記憶容量が少なくて済み、設備コストを低減させることができる。

請求項４に係る発明によれば、車上装置により、振幅変調波の信号部の時間差を求め、一の時間差と当該一の時間差の一つ前の時間差とが異なる場合に、当該一の時間差で検出された信号部の位相変化量を振幅変調波の位相差の情報として採用せず、一つ前の時間差で検出された信号部の位相変化量を採用するように処理するようにしているので、信号部を無信号部として判定してしまった場合でも、振幅変調波の位相差を正確に判定することができる。

請求項５に係る発明によれば、車上装置により、振幅変調波の信号部に基づいて位相変化量を求め、一の位相変化量と当該一の位相変化量の一つ前に求めた位相変化量とが異なる場合に、当該一の位相変化量を振幅変調波の位相差の情報として採用せず、一つ前に求めた位相変化量を採用するように処理するようにしているので、信号部を無信号部として判定してしまった場合でも、振幅変調波の位相差を正確に判定することができる。

本発明に係る列車制御装置の実施形態を示す概略構成図である。本発明に係る列車制御装置の実施形態における車上装置の信号・無信号判定部を示す概略構成図である。本発明に係る列車制御装置の実施形態における振幅変調波の例を示す説明図である。本発明に係る列車制御装置の実施形態における振幅変調波の時間差を求める場合の例を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る列車制御装置の実施形態を示す概略構成図であり、図１において、本実施形態の列車制御装置は、地上側に設けられている地上装置１と、列車２に搭載した車上装置３と、を備えて構成されている。そして、地上装置１から、例えば、列車２の許容速度情報などの列車制御情報に対応させた列車制御信号を、図中右方向に進行している列車２が在線する軌道回路Ｔのレールの図中右端側から送信し、この列車制御信号を車上装置３が受信すると、列車制御信号から列車制御情報を抽出し、抽出した列車制御情報に基づいて列車２の走行を制御するよう構成されている。軌道回路は、レールにより形成されていて、前後の軌道回路Ｔ′，Ｔ″を形成するレールとは、交流信号に対してそれぞれ電気的絶縁が図られている。

また、地上装置１は、所定の周波数を有する基本搬送波を振幅変調処理して変調波を生成し、所定の列車制御情報を示す列車制御信号を形成するように構成されている。そして、このように、振幅変調処理された列車制御信号は、増幅処理されて軌道回路Ｔを形成するレールに供給されるように構成されている。なお、このような地上装置１は、隣接する軌道回路Ｔ′，Ｔ″にもそれぞれ設けられているが、ここでは省略する。

次に、車上装置３について説明する。

車上装置３には、列車２の前部においてレールに対向して設けられ地上装置１からレールに送信された列車制御信号を受電器４により受信して送られるように構成されている。また、車上装置３は、受電器４からの信号を受信する受信部、論理部、モニタ部など（いずれも図示せず）、各種装置を備えており、受信部は、信号・無信号判定部を備えている。図２は、この信号・無信号判定部９の詳細を示したものであり、図２に示すように、信号・無信号判定部９は、極大値抽出部５と、平均値演算部６と、極大値記憶部７と、判定部８とを備えている。

ここで、列車制御信号は、図３に示すように、振幅に周期性を持たせた振幅変調波であり、信号部と無信号部とから構成されている。そして、振幅の信号部と、次の信号部との位相を、例えば、９０°ずつずらして送信することにより、この振幅の位相差を情報として送ることができるようになっている。

極大値抽出部５は、振幅変調波の極大値を抽出して極大値記憶部７に記憶させるように構成されている。また、平均値演算部６は、極大値記憶部７に記憶された複数の極大値の平均値を求めるように構成されている。

この平均値を求める際の極大値としては、少なくとも、振幅変調波の１周期分、すなわち、信号部の開始部から次の無信号部の終了部までの極大値を用いることが好ましい。そして、極大値記憶部７は、振幅変調波の１周期分の極大値を記憶するように構成されており、新たに極大値が抽出された場合には、最も古い極大値を消去して、常に振幅変調波の１周期分の極大値が記憶されるようにしておく。このようにすることにより、極大値記憶部７の記憶容量が少なくて済み、設備コストを低減させることができる。

なお、平均値を求める際の極大値としては、振幅変調波の１周期分に限定されるものではなく、必要に応じて、１周期より少ない極大値を用いるようにしてもよいし、１周期より多い極大値を用いるようにしてもよい。

判定部８は、平均値演算部６により求められた平均値をしきい値と設定し、振幅変調波の振幅がしきい値より高い場合は、信号部であると判定し、しきい値より低い場合は、無信号部であると判定するように構成されている。

次に、本実施形態の動作について説明する。

地上装置１からレールに送信された列車制御信号を受電器４により受信したら、車上装置３の極大値抽出部５により、振幅変調波の極大値を抽出して極大値記憶部７に記憶させ、平均値演算部６により、極大値記憶部７に記憶された複数の極大値の平均値を求める。そして、極大値記憶部７は、極大値抽出部５により新たに極大値が抽出された場合には、最も古い極大値を消去して、常に振幅変調波の１周期分の極大値が記憶されるようにしておく。

そして、判定部８により、平均値演算部６により求められた平均値をしきい値と設定し、振幅変調波の振幅がしきい値より高い場合は、信号部であると判定し、しきい値より低い場合は、無信号部であると判定する。このように振幅変調波の信号部と無信号部とを判定することにより、振幅変調波の位相を検出し、この位相差に基づいて列車制御情報を得るようになっている。

ここで、振幅変調波の信号部の振幅が急激に小さくなってしまうことがあるが、このような場合に、前述のように極大値の平均値をしきい値として信号部、無信号部を判定するようにしても、信号部を無信号部として判定してしまうおそれがある。

そのため、本実施形態においては、振幅変調波の信号部の位相を求める際に、同時に信号部の時間差を求めるようにすればよい。すなわち、図４に示すように、振幅変調波の信号部が時間差がｔ１で送られてきている状態で、仮に１つの信号部を無信号部と判定してしまった場合に、次の信号部との時間差がｔ２となるため、判定部８は、この時間差ｔ１と、時間差ｔ２が異なる場合に、時間差がｔ２となった信号部の位相変化量を採用しないように処理するようにすればよい。このように振幅変調波の信号部の時間差を求めて、振幅変調波の信号部の時間差が前の信号部の時間差と異なる場合、求めた位相を採用せず、１つ前の信号部の位相を採用することにより、振幅変調波の信号部の振幅が急激に小さくなった場合など、信号部を無信号部として判定してしまった場合でも、振幅変調波の位相差を正確に判定することができる。

なお、他の手段として、振幅変調波の信号部の位相を求める際に、信号部の位相差を求め、判定部８により、この位相差が、異なる場合に、異なった位相差を採用しないように、処理するようにしてもよい。この場合も、位相差が異なる場合、求めた位相を採用せず、１つ前の信号部の位相を採用することにより、振幅変調波の信号部の振幅が急激に小さくなった場合など、信号部を無信号部として判定してしまった場合でも、振幅変調波の位相差を正確に判定することができる。

以上述べたように、本実施形態においては、判定部８により、平均値演算部６により求められた平均値をしきい値と設定し、振幅変調波の振幅がしきい値より高い場合は、信号部であると判定し、しきい値より低い場合は、無信号部であると判定するようにしているので、信号部と無信号部とを正確に判定することができ、振幅変調波の位相差に基づいて正確な列車制御情報を得ることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能である。

１地上装置
２列車
３車上装置
４受電器
５極大値抽出部
６平均値演算部
７極大値記憶部
８判定部
９信号・無信号判定部

Claims

地上装置から送信された列車制御信号を受信して列車の制御を行う車上装置を備え、
前記車上装置は、受信した列車制御信号を構成する振幅変調波の一定区間の複数の極大値の平均値をしきい値として記憶し、次の極大値と比較して前記振幅変調波の信号部と無信号部とを判定し、
前記しきい値は、次の極大値の抽出により新たな一定区間の平均値から求めて記憶し直されることを特徴とする列車制御装置。
前記車上装置は、少なくとも前記振幅変調波の１周期分の極大値に基づいて平均値を求めるものであることを特徴とする請求項１に記載の列車制御装置。
前記車上装置は、新たな極大値を検出した場合に、最も古い極大値を消去するものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の列車制御装置。
前記地上装置は、列車制御信号として送信する振幅変調波の位相を一定の割合ずつずらして送信し、
前記車上装置は、前記振幅変調波の信号部の時間差を求め、一の時間差と当該一の時間差の一つ前の時間差とが異なる場合に、当該一の時間差で検出された信号部の位相変化量を前記振幅変調波の位相差の情報として採用せず、一つ前の時間差で検出された信号部の位相変化量を採用するように処理することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の列車制御装置。
前記地上装置は、列車制御信号として送信する振幅変調波の位相を一定の割合ずつずらして送信し、
前記車上装置は、前記振幅変調波の信号部に基づいて位相変化量を求め、一の位相変化量と当該一の位相変化量の一つ前に求めた位相変化量とが異なる場合に、当該一の位相変化量を前記振幅変調波の位相差の情報として採用せず、一つ前に求めた位相変化量を採用するように処理することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の列車制御装置。