JPS6044179B2 - 軌道回路用送受信装置 - Google Patents
軌道回路用送受信装置Info
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- JPS6044179B2 JPS6044179B2 JP2207580A JP2207580A JPS6044179B2 JP S6044179 B2 JPS6044179 B2 JP S6044179B2 JP 2207580 A JP2207580 A JP 2207580A JP 2207580 A JP2207580 A JP 2207580A JP S6044179 B2 JPS6044179 B2 JP S6044179B2
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- 238000005311 autocorrelation function Methods 0.000 claims description 35
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 7
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、鉄道信号保安装置に用いる軌道回路用送受信
装置に関するものである。
装置に関するものである。
近来、輸送力の増強等に伴つて車輛密度の増加が急速に
進んできている。
進んできている。
車輛密度の増大への手段として、車輛（電気車）の高速
化および高加速・高減速性能の強化を必要とし、さらに
省エネルギーの観点からチョッパ制御方式の車輛が導入
されつつある。このため、軌道においては、電気車車輪
を介して流れる帰線電流が電気車電流の増大に伴つて順
次増大する現象として現われている。このようなことか
ら、軌道近傍においてはノイズレベルの増加が激しく、
軌道を回路構成の一部分として利用している各種の信号
装置に対し悪影響を与えるようになつてきている。上述
した軌道近傍に発生するノイズは、大別すると、チョッ
パ制御装置からの誘導ノイズと、電気車車輪と軌道との
接触面て発生する電気車電流によるアークノイズの２種
類がある。
化および高加速・高減速性能の強化を必要とし、さらに
省エネルギーの観点からチョッパ制御方式の車輛が導入
されつつある。このため、軌道においては、電気車車輪
を介して流れる帰線電流が電気車電流の増大に伴つて順
次増大する現象として現われている。このようなことか
ら、軌道近傍においてはノイズレベルの増加が激しく、
軌道を回路構成の一部分として利用している各種の信号
装置に対し悪影響を与えるようになつてきている。上述
した軌道近傍に発生するノイズは、大別すると、チョッ
パ制御装置からの誘導ノイズと、電気車車輪と軌道との
接触面て発生する電気車電流によるアークノイズの２種
類がある。
特に、後者のアークノイズは第１図にその周波数スペク
トラムの一例を示すように、軌道回路用各種制御装置で
軌道に重畳している信号と同じ周波数帯２〔ｋＨ２〕〜
１０〔ｋＨ２〕では各高調波成分が一様なレベルで存在
し、いわゆるランダム性の白色雑音に近いものとなつて
いる。このため、従来から使用されているバンドパスフ
ィルタなどのフィルタでは、上記のようなランダム性ノ
イズを簡単に除去することができなくな’つており、こ
のようなランダム性ノイズが発生しても安定に動作する
軌道回路用送受信装置が求められている。
トラムの一例を示すように、軌道回路用各種制御装置で
軌道に重畳している信号と同じ周波数帯２〔ｋＨ２〕〜
１０〔ｋＨ２〕では各高調波成分が一様なレベルで存在
し、いわゆるランダム性の白色雑音に近いものとなつて
いる。このため、従来から使用されているバンドパスフ
ィルタなどのフィルタでは、上記のようなランダム性ノ
イズを簡単に除去することができなくな’つており、こ
のようなランダム性ノイズが発生しても安定に動作する
軌道回路用送受信装置が求められている。
従つて、本発明は以上のような事情に鑑みなされたもの
で、その目的は耐ノイズ性が高く、ラン・ダム性ノイズ
が発生しても安定に動作する軌道回路用送受信装置を提
供することにある。
で、その目的は耐ノイズ性が高く、ラン・ダム性ノイズ
が発生しても安定に動作する軌道回路用送受信装置を提
供することにある。
このような目的を達成するために、本発明による軌道回
路用送受信装置は、軌道から検出された信号の自己相関
関数φ（丁）を求め、この自己相関関数φ（τ）が所定
値以上の時のみ車輛が所定範囲の軌道上に存在しないも
のとして判別するようにしたものである。
路用送受信装置は、軌道から検出された信号の自己相関
関数φ（丁）を求め、この自己相関関数φ（τ）が所定
値以上の時のみ車輛が所定範囲の軌道上に存在しないも
のとして判別するようにしたものである。
つまり、ランダム性ノイズの自己相関関数φ、（τ）は
、第２図のグラフに示すように、ラグτがτ＝０付近以
外では小さいという性格を有している。
、第２図のグラフに示すように、ラグτがτ＝０付近以
外では小さいという性格を有している。
一方、軌道に所定周波数Ｆｃの正弦波交流信号を供給し
ておき、この供給点から一定距離隔てた所て軌道電流を
検出した場合、車輛が所定範囲（交流信号の供給点と軌
道電流の検出点との区間）に存在しなければ、軌道から
の検出信号は前記正弦波交流信号と同一周波数になる。
ておき、この供給点から一定距離隔てた所て軌道電流を
検出した場合、車輛が所定範囲（交流信号の供給点と軌
道電流の検出点との区間）に存在しなければ、軌道から
の検出信号は前記正弦波交流信号と同一周波数になる。
従つて、この場合の検出信号の自己相関関数φ。（τ）
は、第３図のグラフに示すように 上（７）ｎ倍周期
ゝ！（ｎ＝１，２，３・・り
でＲｌＪになるという周期性を有するものとなる。
は、第３図のグラフに示すように 上（７）ｎ倍周期
ゝ！（ｎ＝１，２，３・・り
でＲｌＪになるという周期性を有するものとなる。
従つて、軌道からの検出信号に関する自己相関関数φ（
τ）を求めるにつき、ラグτを前記正弦波交流信号周波
数ＦＯの一周期時間閥のｎ倍に設定しておけば、車輛が
所定範囲に存在しない時に軌道からの検出信号に関する
自己相関関数φ（τ）は最大値を示すものとなる。
τ）を求めるにつき、ラグτを前記正弦波交流信号周波
数ＦＯの一周期時間閥のｎ倍に設定しておけば、車輛が
所定範囲に存在しない時に軌道からの検出信号に関する
自己相関関数φ（τ）は最大値を示すものとなる。
従つて、軌道からの検出信号に関する自己相関関数φ（
τ）をτ＝閘・ｎとして所定レベルで判別すれば、車輛
の存在と不存在とをランダム性ノイズに関係なく識別で
きるようになる。以下、図面を用いて本発明を詳細に説
明する。
τ）をτ＝閘・ｎとして所定レベルで判別すれば、車輛
の存在と不存在とをランダム性ノイズに関係なく識別で
きるようになる。以下、図面を用いて本発明を詳細に説
明する。
第４図は本発明による軌道回路用送受信装置の一実施例
を示す図である。同図において、送信器１は発振器０Ｓ
１，０Ｓ２、変調器ＭＤｌ電力増幅器ＰＡｌトランスＴ
。
を示す図である。同図において、送信器１は発振器０Ｓ
１，０Ｓ２、変調器ＭＤｌ電力増幅器ＰＡｌトランスＴ
。
を有一し、発振器０Ｓ１から出力される周波数ＦＯの正
弦波交流信号は、変調器ＭＤにおいて発振器０Ｓ２から
出力される前記周波数ＦＯより極めて低い周波数Ｆ．．
の方形波信号によつて振幅変調される。従つて、変調器
即からは、周波数ＦＯの交流信号が青の周期で間欠的に
出力されていることになる。そして、この変調器狸から
出力される交流信号は電力増幅器ＰＡにおいて電力増幅
されてトランスＬを介して軌道ＲＬに印加される。一方
、受信器２は、ループアンテナＬＰｌトランスＴ１、バ
ンドパスフィルタＢＰＦｌ増幅器Ａ１およびＡ２、遅延
回路ＤＬおよび乗算器ならびに積分器１からなる自己相
関関数演算器ＡＣＦＣｌレベル判別器ＬＤｌ整流器ＲＥ
ＣｌリレーＲとを有している。
弦波交流信号は、変調器ＭＤにおいて発振器０Ｓ２から
出力される前記周波数ＦＯより極めて低い周波数Ｆ．．
の方形波信号によつて振幅変調される。従つて、変調器
即からは、周波数ＦＯの交流信号が青の周期で間欠的に
出力されていることになる。そして、この変調器狸から
出力される交流信号は電力増幅器ＰＡにおいて電力増幅
されてトランスＬを介して軌道ＲＬに印加される。一方
、受信器２は、ループアンテナＬＰｌトランスＴ１、バ
ンドパスフィルタＢＰＦｌ増幅器Ａ１およびＡ２、遅延
回路ＤＬおよび乗算器ならびに積分器１からなる自己相
関関数演算器ＡＣＦＣｌレベル判別器ＬＤｌ整流器ＲＥ
ＣｌリレーＲとを有している。
このような構成において、車輛ＴＲが送信器１による前
記交流信号の印加点とループアンテナ″ＬＰの配置位置
との間に存在しない場合、ループアンテナＬＰには送信
器１による印加交流信号によつて所定レベルの電圧が誘
起される。
記交流信号の印加点とループアンテナ″ＬＰの配置位置
との間に存在しない場合、ループアンテナＬＰには送信
器１による印加交流信号によつて所定レベルの電圧が誘
起される。
このループアンテナＬＰの誘起電圧信号は、軌道電流検
出信号としてトランスＴ１を介してバンドパスフィルタ
ＢＰＦに供給される。そして、このバンドパスフィルタ
ＢＰＦにおいて帯域外の不要成分が除去され、増幅器Ａ
１を介して自己相関関数演算器ＡＣＦＣに入力される。
自己相関関数演算器ＡＣＦＣに入力された周波数Ｆｃの
信号は、乗算器Ｍの一方の入力端子に直接供給されると
共に、遅延回路ＤＬにおいてｌ−ｎ時間遅延されて乗算
器Ｍの他方の入力端子に供給される。
出信号としてトランスＴ１を介してバンドパスフィルタ
ＢＰＦに供給される。そして、このバンドパスフィルタ
ＢＰＦにおいて帯域外の不要成分が除去され、増幅器Ａ
１を介して自己相関関数演算器ＡＣＦＣに入力される。
自己相関関数演算器ＡＣＦＣに入力された周波数Ｆｃの
信号は、乗算器Ｍの一方の入力端子に直接供給されると
共に、遅延回路ＤＬにおいてｌ−ｎ時間遅延されて乗算
器Ｍの他方の入力端子に供給される。
ここで、車輛ＴＲが所定範囲の軌道上に存在しない場合
において、自己相関関数演算器ＡＣＦＣに入力される信
号をＸｃ（ｔ）とし、遅延回路ＤＬの出力から得られる
遅延信号をＸＯ（ｔ−τ）（但し、τ＝閘・ｎ）として
表わすと、乗算器Ｍにおいては、Ｘｃ（ｔ）・ＸＯ（ｔ
−τ）の乗算が行なわれていることになる。
において、自己相関関数演算器ＡＣＦＣに入力される信
号をＸｃ（ｔ）とし、遅延回路ＤＬの出力から得られる
遅延信号をＸＯ（ｔ−τ）（但し、τ＝閘・ｎ）として
表わすと、乗算器Ｍにおいては、Ｘｃ（ｔ）・ＸＯ（ｔ
−τ）の乗算が行なわれていることになる。
そして、この乗算器Ｍの出力信号ＸＯ（ｔ）・ＸＯ（ｔ
−τ）は、積分器１において青時間間隔で積分され、か
つ所定の重み係数ｗ（ｔ−ｙ）が加重される。従つて、
自己相関関数演算器ＡＣＦＣからは、車輛ＴＲが所定範
囲の軌道上に存在しない条件の時、次の第１式に示すよ
うな自己相関関数出力φ。
−τ）は、積分器１において青時間間隔で積分され、か
つ所定の重み係数ｗ（ｔ−ｙ）が加重される。従つて、
自己相関関数演算器ＡＣＦＣからは、車輛ＴＲが所定範
囲の軌道上に存在しない条件の時、次の第１式に示すよ
うな自己相関関数出力φ。
（τ）が出力さ■る。この場合の自己相関関数出力φｃ
（τ）は、φ。
（τ）は、φ。
（τ）＝１が１／Ｆ．．の周期で現われる交流信号とし
て得られる。一方、車輛■が所定範囲の軌道上に存在す
るようになると、送信器１からの交流信号は当該車輛Ｔ
Ｒの車輪によつて短絡される。
て得られる。一方、車輛■が所定範囲の軌道上に存在す
るようになると、送信器１からの交流信号は当該車輛Ｔ
Ｒの車輪によつて短絡される。
このため、ループスンテナＬＰにはランダム性ノイズ成
分のみしかｉ起されなくなる。このような条件の時、自
己相関関数演算器ＡＣＦＣに入力されるノイズ信号をＸ
Ｎ（ｔ）とし、遅延回路ＤＬの出力信号ＸＮ（ｔ−τ）
として表わすと、自己相関関数演算器ＡＣＦＣからは第
２式に示すような自己相関関数出力φＮ（τ）が出力さ
れる。この場合、ラグτは青・ｎに設定されているため
、第２図から明らかなように、自己相関関数出力φＮ（
τ）は小さなものとなる。
分のみしかｉ起されなくなる。このような条件の時、自
己相関関数演算器ＡＣＦＣに入力されるノイズ信号をＸ
Ｎ（ｔ）とし、遅延回路ＤＬの出力信号ＸＮ（ｔ−τ）
として表わすと、自己相関関数演算器ＡＣＦＣからは第
２式に示すような自己相関関数出力φＮ（τ）が出力さ
れる。この場合、ラグτは青・ｎに設定されているため
、第２図から明らかなように、自己相関関数出力φＮ（
τ）は小さなものとなる。
従つて、この自己相関関数演算器ＡＣＦＣの出力φ（τ
）を所定の基準レベルで判別すれば、ランダム性ノイズ
に関係なく、車輛泳が所定範囲の軌道上に存在するか否
かを知ることができる。
）を所定の基準レベルで判別すれば、ランダム性ノイズ
に関係なく、車輛泳が所定範囲の軌道上に存在するか否
かを知ることができる。
このため、自己相関関数演算器ＡＣＦＣの自己相関関数
出力φ（τ）は、判別基準レベルφ。より大きな自己相
関関数φ（τ）が入力された時゛Ｈ゛レベルの判別信号
を出力し、φｏ≧φ（τ）の自己相関関数φ（τ）が入
力された時゜゜Ｌ゛レベルの判別信号を出力するレベル
判別器に入力されて基準レベルφ。と比較される。例え
ば、ランダム性ノイズの自己相関関数φ、（γ）が第２
図に示すようなものであつた場合、基準レベルφ。はφ
。≧０．２に設定される。すると、車輛泳が所定範囲の
軌道上に存在しない場合の自己相関関数φ（τ）は、閥
時間の周期でＲｌＪとなる係数φ。（τ）であるから、
レベル判別器山は６６Ｗ５レベルと６′ＬＯレベルの繰
り返し周期が閥の交流信号を出力する。この交流信号は
増幅器Ａ２を介して整流器ＲＥＣに供給されて整流され
る。これによつて、整流器ＲＥＣからは所定電圧レベル
の整流出力が得られ、この整流出力によつてリレーＲが
駆動される。すると、リレーＲの接点によつて車Ｗ！Ｔ
Ｒが所定範囲の軌道上に存在していないことを知ること
ができる。一方、車輛゛ｍが所定範囲の軌道上に存在す
る場合の自己相関関数φ（τ）は、上述の第２式で表わ
される係数φＮ（τ）であり、かつこの係数φＮ（τ）
は基準レベルφ。≧０．２と比較した場合、常にφＮ（
τ）くφ。の関係にある。このため、レベル判別器ＬＤ
の出力信号は“゜Ｌ゛レベルの連続した直流信号となる
。
出力φ（τ）は、判別基準レベルφ。より大きな自己相
関関数φ（τ）が入力された時゛Ｈ゛レベルの判別信号
を出力し、φｏ≧φ（τ）の自己相関関数φ（τ）が入
力された時゜゜Ｌ゛レベルの判別信号を出力するレベル
判別器に入力されて基準レベルφ。と比較される。例え
ば、ランダム性ノイズの自己相関関数φ、（γ）が第２
図に示すようなものであつた場合、基準レベルφ。はφ
。≧０．２に設定される。すると、車輛泳が所定範囲の
軌道上に存在しない場合の自己相関関数φ（τ）は、閥
時間の周期でＲｌＪとなる係数φ。（τ）であるから、
レベル判別器山は６６Ｗ５レベルと６′ＬＯレベルの繰
り返し周期が閥の交流信号を出力する。この交流信号は
増幅器Ａ２を介して整流器ＲＥＣに供給されて整流され
る。これによつて、整流器ＲＥＣからは所定電圧レベル
の整流出力が得られ、この整流出力によつてリレーＲが
駆動される。すると、リレーＲの接点によつて車Ｗ！Ｔ
Ｒが所定範囲の軌道上に存在していないことを知ること
ができる。一方、車輛゛ｍが所定範囲の軌道上に存在す
る場合の自己相関関数φ（τ）は、上述の第２式で表わ
される係数φＮ（τ）であり、かつこの係数φＮ（τ）
は基準レベルφ。≧０．２と比較した場合、常にφＮ（
τ）くφ。の関係にある。このため、レベル判別器ＬＤ
の出力信号は“゜Ｌ゛レベルの連続した直流信号となる
。
この結Ｌ果、リレーＲは駆動されなくなる。つまり、ラ
ンダム性ノイズが発生していてもリレーＲは駆動されな
くなり、従来のように車輛■が所定範囲の軌道上に存在
するにもかかわらず、ランダム性ノイズの影響によつて
リレーＲが駆動されてあたかも車１１ＦＩ′Ｒが存在し
ていないかのような誤検出は起り得なくなる。なお、こ
の場合の耐ノイズ性は自己相関関数φ（τ）を求めると
きのラグτが大きい方がよい。
ンダム性ノイズが発生していてもリレーＲは駆動されな
くなり、従来のように車輛■が所定範囲の軌道上に存在
するにもかかわらず、ランダム性ノイズの影響によつて
リレーＲが駆動されてあたかも車１１ＦＩ′Ｒが存在し
ていないかのような誤検出は起り得なくなる。なお、こ
の場合の耐ノイズ性は自己相関関数φ（τ）を求めると
きのラグτが大きい方がよい。
以上の説明かられかるように、この発明はランダム性ノ
イズの自己相関関数の性格と正弦波交流信号の自己相関
関数の性格との相違を利用して車輛の存在の有無を検出
するようにしたものである。そして、車輛の存在の有無
を調べるための正弦波交流信号は間欠的に軌道に印加す
るようにしたものである。このため、耐ノイズ性に極め
て優れ、ランダム性ノイズが発生しても常に安定に動作
し、かつ常にフェイルセーフ側に動作する軌道回路用送
受信装置を得ることができる。
イズの自己相関関数の性格と正弦波交流信号の自己相関
関数の性格との相違を利用して車輛の存在の有無を検出
するようにしたものである。そして、車輛の存在の有無
を調べるための正弦波交流信号は間欠的に軌道に印加す
るようにしたものである。このため、耐ノイズ性に極め
て優れ、ランダム性ノイズが発生しても常に安定に動作
し、かつ常にフェイルセーフ側に動作する軌道回路用送
受信装置を得ることができる。
このことは、車輛の高速化や車輛密度の増大に伴う各種
の事故を防止する上で極めて優れた効果となつて現われ
る。なお、上述の実施例において、自己相関関数演算器
はアナログ式のもので構成しているが、ディジタル式の
ものに代えることもできる。
の事故を防止する上で極めて優れた効果となつて現われ
る。なお、上述の実施例において、自己相関関数演算器
はアナログ式のもので構成しているが、ディジタル式の
ものに代えることもできる。
第１図はランダム性ノイズの周波数スペクトラムの一例
を示すグラフ、第２図はランダム性ノイズの自己相関関
数を示すグラフ、第３図は正弦波交流信号の自己相関関
数を示すグラフ、第４図はこの発明の一実施例を示す図
である。 １・・・・・・送信器、２・・・・・受信器、０Ｓ１，
０Ｓ２・・・・発振器、ＭＤ・・・・・・変調器、ＰＡ
・・・・・・電力増幅器、ＲＬ・・・・・・軌道、ＬＰ
・・・・・・ループアンテナ、ＢＰＦ・・・・バンドパ
スフィルタ、Ａｌ，Ａ２・・・・・・増幅器、ＤＬ・・
・・・・遅延回路、Ｍ・・・・・・乗算器、Ｉ・・・・
・・積分器、ＡＣＦＣ・・・・・・自己相関関数演算器
、ＬＤ・・・・・・レベル判別器、ＲＥＣ・・・・・・
整流器。
を示すグラフ、第２図はランダム性ノイズの自己相関関
数を示すグラフ、第３図は正弦波交流信号の自己相関関
数を示すグラフ、第４図はこの発明の一実施例を示す図
である。 １・・・・・・送信器、２・・・・・受信器、０Ｓ１，
０Ｓ２・・・・発振器、ＭＤ・・・・・・変調器、ＰＡ
・・・・・・電力増幅器、ＲＬ・・・・・・軌道、ＬＰ
・・・・・・ループアンテナ、ＢＰＦ・・・・バンドパ
スフィルタ、Ａｌ，Ａ２・・・・・・増幅器、ＤＬ・・
・・・・遅延回路、Ｍ・・・・・・乗算器、Ｉ・・・・
・・積分器、ＡＣＦＣ・・・・・・自己相関関数演算器
、ＬＤ・・・・・・レベル判別器、ＲＥＣ・・・・・・
整流器。
Claims (1)
- １ 軌道に所定周波数の交流信号を繰り返し間欠供給す
る送信器と、前記交流信号の間欠供給点から一定距離を
隔て配置された軌道電流を検出する検出器と、この検出
器の検出信号から所定の不要成分を除去する手段と、こ
の手段の出力信号を前記交流信号の一周期時間の整数倍
の時間遅延した遅延信号と前記出力信号とを乗算しかつ
この乗算出力を前記間欠供給の時間間隔に応じて積分し
前記出力信号の自己相関関数出力を求める自己相関関数
演算器と、この自己相関関数演算器の出力信号レベルを
所定レベルで判別するレベル判別器と、このレベル判別
器の出力信号を整流する整流器とからなる受信器とを有
し、前記整流器の出力信号を、前記交流信号の間欠供給
点と前記検出器の配置点との間における列車の有無を表
わす検出信号とすることを特徴とする軌道回路用送受信
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2207580A JPS6044179B2 (ja) | 1980-02-23 | 1980-02-23 | 軌道回路用送受信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2207580A JPS6044179B2 (ja) | 1980-02-23 | 1980-02-23 | 軌道回路用送受信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56120455A JPS56120455A (en) | 1981-09-21 |
| JPS6044179B2 true JPS6044179B2 (ja) | 1985-10-02 |
Family
ID=12072763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2207580A Expired JPS6044179B2 (ja) | 1980-02-23 | 1980-02-23 | 軌道回路用送受信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6044179B2 (ja) |
-
1980
- 1980-02-23 JP JP2207580A patent/JPS6044179B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56120455A (en) | 1981-09-21 |
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