JP3267366B2 - 鉄道車両用地点検知装置 - Google Patents
鉄道車両用地点検知装置Info
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Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鉄道車両の地点検知に係
わり、軌道回路のセクション境界を軌道電流の差から車
上で検知するシステムに関するものである。
わり、軌道回路のセクション境界を軌道電流の差から車
上で検知するシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】軌道電流を検出して動作するシステムの
一つに、ＡＴＣとよばれる保安システムがあり、この一
例を図６に示す。このＡＴＣ保安システムは、その軌道
回路に制限速度や停止の情報をもった軌道電流が流され
る。この軌道電流は車上の受電器３３で検出されＡＴＣ
受信器３４に導かれ、その電圧中の信号波の周波数を元
に、軌道側から送られた制限速度の情報を得る。さら
に、ＡＴＣ受信器３４では速度発電機３から取り込まれ
た速度パルスをもとに列車速度を算出し、軌道電流で指
定する速度と列車速度を比較したうえで、必要により車
両の制御回路に所定のブレーキ指令を出力し、列車を指
定速度まで低下あるいは停止させる。
一つに、ＡＴＣとよばれる保安システムがあり、この一
例を図６に示す。このＡＴＣ保安システムは、その軌道
回路に制限速度や停止の情報をもった軌道電流が流され
る。この軌道電流は車上の受電器３３で検出されＡＴＣ
受信器３４に導かれ、その電圧中の信号波の周波数を元
に、軌道側から送られた制限速度の情報を得る。さら
に、ＡＴＣ受信器３４では速度発電機３から取り込まれ
た速度パルスをもとに列車速度を算出し、軌道電流で指
定する速度と列車速度を比較したうえで、必要により車
両の制御回路に所定のブレーキ指令を出力し、列車を指
定速度まで低下あるいは停止させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記システムでは、軌
道回路を区分するセクション境界を検知することは、軌
道電流の周波数がセクション境界を境に異なる場合、す
なわち指令内容が異なる場合のみ可能である。従って前
方の軌道回路に入って下位信号を受信した場合も、同一
軌道内で下位信号を受信した場合のいずれの場合も互い
に異なるものとして区別できず、一律にＡＴＣブレーキ
が動作する。しかし、このシステムは列車が前方の軌道
回路に入った時点で下位信号を受信し、終端までの間に
指定された速度まで低下させるＡＴＣブレーキを前提と
しているため、同一軌道内で下位信号を受信した場合
は、列車が同一軌道回路終端までに指令された速度まで
低下しない場合も考えられる。この場合、下位信号の受
信がセクション境界でなされたかどうかが区別できれ
ば、前者は通常のＡＴＣブレーキを、後者は非常ブレー
キを動作させ、いずれの場合も所定の速度まで低下させ
ることが可能となる。
道回路を区分するセクション境界を検知することは、軌
道電流の周波数がセクション境界を境に異なる場合、す
なわち指令内容が異なる場合のみ可能である。従って前
方の軌道回路に入って下位信号を受信した場合も、同一
軌道内で下位信号を受信した場合のいずれの場合も互い
に異なるものとして区別できず、一律にＡＴＣブレーキ
が動作する。しかし、このシステムは列車が前方の軌道
回路に入った時点で下位信号を受信し、終端までの間に
指定された速度まで低下させるＡＴＣブレーキを前提と
しているため、同一軌道内で下位信号を受信した場合
は、列車が同一軌道回路終端までに指令された速度まで
低下しない場合も考えられる。この場合、下位信号の受
信がセクション境界でなされたかどうかが区別できれ
ば、前者は通常のＡＴＣブレーキを、後者は非常ブレー
キを動作させ、いずれの場合も所定の速度まで低下させ
ることが可能となる。
【０００４】また、車上に走行の線路データをもち、こ
の線路データを元に乗務員に速度制限や線路状態を告知
するナビゲーションシステムや、振り子列車の強制振り
子制御システムが近年実用化されている。これらのシス
テムでは、走行距離の正確さを期すため、コイルとコン
デンサーを内蔵し電気的に共振回路を構成する地上子を
線路内に配置し、車上の受信器との変周作用を利用して
これを検出し、この位置を基準に距離補正を行ってい
る。軌道回路のセクション境界を特定の地点として活用
できれば地上側での新設工事の必要はなくコスト的に大
きなメリットがあり、また、既存の地上子と併用すれば
距離補正の精度向上を図ることができる。
の線路データを元に乗務員に速度制限や線路状態を告知
するナビゲーションシステムや、振り子列車の強制振り
子制御システムが近年実用化されている。これらのシス
テムでは、走行距離の正確さを期すため、コイルとコン
デンサーを内蔵し電気的に共振回路を構成する地上子を
線路内に配置し、車上の受信器との変周作用を利用して
これを検出し、この位置を基準に距離補正を行ってい
る。軌道回路のセクション境界を特定の地点として活用
できれば地上側での新設工事の必要はなくコスト的に大
きなメリットがあり、また、既存の地上子と併用すれば
距離補正の精度向上を図ることができる。
【０００５】
【問題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、鉄道車両の車体あるいは、台車枠に取り
付けられた支持装置によって、レールから一定の高さで
支持され軌道電流を検出する受電器を、車両の中心より
２軸の輪軸間に２組配置し、車両の走行にともない、軌
道回路のセクション境界上を移動した時に、２組の受電
器に生ずる電圧の差からセクション境界を検知する鉄道
車両用地点検知装置を提案するものである。
成するために、鉄道車両の車体あるいは、台車枠に取り
付けられた支持装置によって、レールから一定の高さで
支持され軌道電流を検出する受電器を、車両の中心より
２軸の輪軸間に２組配置し、車両の走行にともない、軌
道回路のセクション境界上を移動した時に、２組の受電
器に生ずる電圧の差からセクション境界を検知する鉄道
車両用地点検知装置を提案するものである。
【０００６】
【作用】車両の中心より２軸の輪軸間に２組の軌道電流
を検出する受電器を取り付け、軌道回路のセクション境
界上を通過した時に誘導する電圧の差から、セクション
境界の検知を行うもので、この時出力する信号を地点検
知としても活用する。
を検出する受電器を取り付け、軌道回路のセクション境
界上を通過した時に誘導する電圧の差から、セクション
境界の検知を行うもので、この時出力する信号を地点検
知としても活用する。
【０００７】
【実施例】本システムの実施例を図１に示す。車体もし
くは台車枠に取付けられた支持装置により、２組の受電
器は車両中央の輪軸間に一定の高さで取付けられる軌道
電流により生ずる受電器（１）１および受電器（２）２
の誘導電圧は、検出部４に導かれ処理された後照合部５
へいたる。照合部５は速度発電機３より速度パルスも入
力され、これらの情報をもとに照合が行われセクション
境界を検知した場合にパルスを監視部６へ出力する。監
視部６で短時間の内で連続するパルスがカットされ、セ
クション境界で１パルスのみしか出力されないよう規制
している。
くは台車枠に取付けられた支持装置により、２組の受電
器は車両中央の輪軸間に一定の高さで取付けられる軌道
電流により生ずる受電器（１）１および受電器（２）２
の誘導電圧は、検出部４に導かれ処理された後照合部５
へいたる。照合部５は速度発電機３より速度パルスも入
力され、これらの情報をもとに照合が行われセクション
境界を検知した場合にパルスを監視部６へ出力する。監
視部６で短時間の内で連続するパルスがカットされ、セ
クション境界で１パルスのみしか出力されないよう規制
している。
【０００８】図２に動作原理を示す。図中車両は右から
左に向かって進み、軌道回路用の電源がセクション境界
の近い位置に接続されているとする。図２（ａ）で車両
の先頭軸がセクション境界より右側にあると、受電器
（１）１の前方の輪軸により軌道が短絡されるため後方
は無電流となり、受電器（１）１、受電器（２）２とも
電流を検出しない。図２（ｂ）で車両が進行し受電器
（１）１がセクション境界を越すと状態が変わる。受電
器（１）１は前方のセクションの軌道電流が先頭軸で短
絡されるため無電流であるが、受電器（２）２は後方の
セクション内の軌道電流を検出するため、受電器（１）
１、受電器（２）２に誘導する電圧に差が生ずる。図２
（ｃ）でさらに受電器（２）２がセクション境界を越す
と、先頭軸で前方のセクションの軌道電流を短絡するた
め無電流となり受電器（１）１、受電器（２）２とも電
流を検出しない。すなわち、受電器（１）１、受電器
（２）２が同一のセクション内にある時は、同一の軌道
電流となり両受電器に誘導する電圧はレベル、位相とも
ほぼ等しくなる。これに対してセクション境界を挟んで
受電器（１）１、受電器（２）２が位置すると、両受電
器に大きな電圧の差が生ずる。この電圧の差を検出する
ことによってセクション境界を検知する。
左に向かって進み、軌道回路用の電源がセクション境界
の近い位置に接続されているとする。図２（ａ）で車両
の先頭軸がセクション境界より右側にあると、受電器
（１）１の前方の輪軸により軌道が短絡されるため後方
は無電流となり、受電器（１）１、受電器（２）２とも
電流を検出しない。図２（ｂ）で車両が進行し受電器
（１）１がセクション境界を越すと状態が変わる。受電
器（１）１は前方のセクションの軌道電流が先頭軸で短
絡されるため無電流であるが、受電器（２）２は後方の
セクション内の軌道電流を検出するため、受電器（１）
１、受電器（２）２に誘導する電圧に差が生ずる。図２
（ｃ）でさらに受電器（２）２がセクション境界を越す
と、先頭軸で前方のセクションの軌道電流を短絡するた
め無電流となり受電器（１）１、受電器（２）２とも電
流を検出しない。すなわち、受電器（１）１、受電器
（２）２が同一のセクション内にある時は、同一の軌道
電流となり両受電器に誘導する電圧はレベル、位相とも
ほぼ等しくなる。これに対してセクション境界を挟んで
受電器（１）１、受電器（２）２が位置すると、両受電
器に大きな電圧の差が生ずる。この電圧の差を検出する
ことによってセクション境界を検知する。
【０００９】図３に検出部の内部構成を示す。受電器
（１）１および受電器（２）２からの信号はそれぞれバ
ンドパスフィルタであるフィルタ（１）７、フィルタ
（２）８を通過する際軌道に流れる電流のうち、軌道電
流に相当する周波数成分の電圧が取出されアンプ（１）
９、アンプ（２）１０で増幅後、下限リミッタであるリ
ミッタ（１）１１、リミッタ（２）１２で、Ｓ／Ｎ比向
上のためある設定レベル以下の信号をカットする。２つ
の信号は差動アンプ１３によって、両者の差分が検出さ
れ、続いてコンパレータ１４によって設定値に対応して
２値のデジタル信号に変換する。さらに、受電器（１）
１および受電器（２）２に誘導する電圧のレベルは、線
路と車輪の接触状態により変動することから、信号成分
自体の電圧変動に連動したコンパレータ１４の出力の途
中切れを避けるため、パルスエクスパンダ１５でパルス
幅を延伸し連続したパルスとしている。その後、波形整
形（１）１６を通して照合部５へ出力する。
（１）１および受電器（２）２からの信号はそれぞれバ
ンドパスフィルタであるフィルタ（１）７、フィルタ
（２）８を通過する際軌道に流れる電流のうち、軌道電
流に相当する周波数成分の電圧が取出されアンプ（１）
９、アンプ（２）１０で増幅後、下限リミッタであるリ
ミッタ（１）１１、リミッタ（２）１２で、Ｓ／Ｎ比向
上のためある設定レベル以下の信号をカットする。２つ
の信号は差動アンプ１３によって、両者の差分が検出さ
れ、続いてコンパレータ１４によって設定値に対応して
２値のデジタル信号に変換する。さらに、受電器（１）
１および受電器（２）２に誘導する電圧のレベルは、線
路と車輪の接触状態により変動することから、信号成分
自体の電圧変動に連動したコンパレータ１４の出力の途
中切れを避けるため、パルスエクスパンダ１５でパルス
幅を延伸し連続したパルスとしている。その後、波形整
形（１）１６を通して照合部５へ出力する。
【００１０】図４に照合部５の内部構成を示す。速度発
電機３で生ずる速度パルスは、波形整形（２）１７を通
った後、ゲート回路（１）１８、ゲート回路（２）１９
にいたる。両回路のゲート信号は、フリップフロップを
内蔵するゲート制御回路（１）２０、ゲート制御回路
（２）２１から与えられ、検出部４からのセクション境
界検知信号の立上りを検出して両ゲート制御回路がセッ
トされる結果、ゲートオンの状態となる。ゲート回路
（１）１８、ゲート回路（２）１９がゲートオンとなる
と、速度パルスが通過しカウンタ（１）２２、カウンタ
（２）２３に入る。ゲート制御回路（２）２１はセクシ
ョン境界検知信号の立下りを検出してリセットするた
め、ゲート回路（２）１９はセクション境界検知信号の
有無にあわせてゲートオン・オフする。セット値照合回
路（１）２４、セット値照合回路（２）２５は、２組の
受電器間より若干短い距離に相当する速度パルスのカウ
ント数のセット値を持ち、カウンタ（１）２２、カウン
タ（２）２３のカウント値と一致した時に出力はハイレ
ベルとなり、同時に比較的長い時間幅のパルスを発生す
る。セット値照合回路（１）２４の出力の一部は、ゲー
ト制御回路（１）２０とカウンタ（１）２２のリセット
信号ともなっている。２つのカウンタが同一のセット値
までカウントアップすれば、セット値照合回路（１）２
４、セット値照合回路（２）２５から同時にパルスが発
生し、その結果ゲート回路（３）２６からパルスが出力
される。この状態以外ではパルスは出力されない。この
照合部５は、突発的に生ずるノイズや誘導電圧の変動を
抑える機能を持つ。
電機３で生ずる速度パルスは、波形整形（２）１７を通
った後、ゲート回路（１）１８、ゲート回路（２）１９
にいたる。両回路のゲート信号は、フリップフロップを
内蔵するゲート制御回路（１）２０、ゲート制御回路
（２）２１から与えられ、検出部４からのセクション境
界検知信号の立上りを検出して両ゲート制御回路がセッ
トされる結果、ゲートオンの状態となる。ゲート回路
（１）１８、ゲート回路（２）１９がゲートオンとなる
と、速度パルスが通過しカウンタ（１）２２、カウンタ
（２）２３に入る。ゲート制御回路（２）２１はセクシ
ョン境界検知信号の立下りを検出してリセットするた
め、ゲート回路（２）１９はセクション境界検知信号の
有無にあわせてゲートオン・オフする。セット値照合回
路（１）２４、セット値照合回路（２）２５は、２組の
受電器間より若干短い距離に相当する速度パルスのカウ
ント数のセット値を持ち、カウンタ（１）２２、カウン
タ（２）２３のカウント値と一致した時に出力はハイレ
ベルとなり、同時に比較的長い時間幅のパルスを発生す
る。セット値照合回路（１）２４の出力の一部は、ゲー
ト制御回路（１）２０とカウンタ（１）２２のリセット
信号ともなっている。２つのカウンタが同一のセット値
までカウントアップすれば、セット値照合回路（１）２
４、セット値照合回路（２）２５から同時にパルスが発
生し、その結果ゲート回路（３）２６からパルスが出力
される。この状態以外ではパルスは出力されない。この
照合部５は、突発的に生ずるノイズや誘導電圧の変動を
抑える機能を持つ。
【００１１】図５に監視部６の内部構成を示す。波形整
形（２）１７を通った速度パルスが取込れるゲート回路
（５）２８は、フリップフロップ３０の出力によって動
作状態がきまり、時素回路２９を通して遅延した照合部
５からのパルス信号の立上りでフリップフロップ３０が
セットし出力Ｑがハイとなる結果、速度パルスが通過で
きる状態となる。この時、ゲート回路（４）２７に接続
されているフリップフロップ３０の出力Ｑ’はローとな
り、この瞬間から照合部５からの検出パルスは、ゲート
回路（４）２７でマスクされ出力に現れなくなる。速度
パルスはゲート回路（５）２８を通過してカウンタ
（３）３１に入りカウントされる。セット値照合回路
（３）３２は２組の受電器間より若干短い距離に相当す
る速度パルスのカウント数のセット値を持ち、カウンタ
（３）３１のカウント値と一致した時、出力はハイレベ
ルとなり、同時に比較的長い時間幅のパルスを発生す
る。同時にこのパルスによって、カウンタ（３）３１と
フリップフロップ３０はリセットされる。そして、ゲー
ト回路（４）２７とゲート回路（５）２８は初期状態に
戻り、前者は照合部５からのパルス信号が通過できる状
態に、後者は速度パルスが不通の状態となる。この結
果、照合部５の出力であるパルス信号は、ある信号が通
過し監視部６から出力された後は、少なくとも２組の受
電器間より若干短い距離を列車が走行する間に発生する
信号はマスクされるため、短期間で連続して発生する信
号をカットできる。
形（２）１７を通った速度パルスが取込れるゲート回路
（５）２８は、フリップフロップ３０の出力によって動
作状態がきまり、時素回路２９を通して遅延した照合部
５からのパルス信号の立上りでフリップフロップ３０が
セットし出力Ｑがハイとなる結果、速度パルスが通過で
きる状態となる。この時、ゲート回路（４）２７に接続
されているフリップフロップ３０の出力Ｑ’はローとな
り、この瞬間から照合部５からの検出パルスは、ゲート
回路（４）２７でマスクされ出力に現れなくなる。速度
パルスはゲート回路（５）２８を通過してカウンタ
（３）３１に入りカウントされる。セット値照合回路
（３）３２は２組の受電器間より若干短い距離に相当す
る速度パルスのカウント数のセット値を持ち、カウンタ
（３）３１のカウント値と一致した時、出力はハイレベ
ルとなり、同時に比較的長い時間幅のパルスを発生す
る。同時にこのパルスによって、カウンタ（３）３１と
フリップフロップ３０はリセットされる。そして、ゲー
ト回路（４）２７とゲート回路（５）２８は初期状態に
戻り、前者は照合部５からのパルス信号が通過できる状
態に、後者は速度パルスが不通の状態となる。この結
果、照合部５の出力であるパルス信号は、ある信号が通
過し監視部６から出力された後は、少なくとも２組の受
電器間より若干短い距離を列車が走行する間に発生する
信号はマスクされるため、短期間で連続して発生する信
号をカットできる。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は地上側に
特別な変更を必要とせず、軌道電流からセクション境界
を検知する方法に関するものであり、同時にセクション
境界を特定の地点としても利用できるものである。
特別な変更を必要とせず、軌道電流からセクション境界
を検知する方法に関するものであり、同時にセクション
境界を特定の地点としても利用できるものである。
【図１】本発明の鉄道車両用地点検知装置の構成を示し
た説明図である。
た説明図である。
【図２】本発明の鉄道車両用地点検知装置の動作原理を
示した説明図である。
示した説明図である。
【図３】本発明の鉄道車両用地点検知装置検出部の構成
を示した説明図である。
を示した説明図である。
【図４】本発明の鉄道車両用地点検知装置照合部の構成
を示した説明図である。
を示した説明図である。
【図５】本発明の鉄道車両用地点検知装置監視部の構成
を示した説明図である。
を示した説明図である。
【図６】ＡＴＣ保安システムの構成を示した説明図であ
る。
る。
１ 受電器（１） ２ 受電器（２） ３ 速度発電機 ４ 検出部 ５ 照合部 ６ 監視部 ７ フィルタ（１） ８ フィルタ（２） ９ アンプ（１） １０ アンプ（２） １１ リミッタ（１） １２ リミッタ（２） １３ 差動アンプ １４ コンパレータ １５ パルスエクスパンダ １６ 波形整形（１） １７ 波形整形（２） １８ ゲート回路（１） １９ ゲート回路（２） ２０ ゲート制御回路（１） ２１ ゲート制御回路（２） ２２ カウンタ（１） ２３ カウンタ（２） ２４ セット値照合回路（１） ２５ セット値照合回路（２） ２６ ゲート回路（３） ２７ ゲート回路（４） ２８ ゲート回路（５） ２９ 時素回路 ３０ フリップフロップ ３１ カウンタ（３） ３２ セット値照合回路（３） ３３ 受電器 ３４ ＡＴＣ受信器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−72303（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−197103（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−191401（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−90964（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−75054（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−124801（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60L 3/08 B60L 15/40 B61L 1/18
Claims (3)
- 【請求項１】 鉄道車両の車体あるいは、台車枠に取り
付けられた支持装置によって、レールから一定の高さで
支持され軌道電流を検出する受電器を、車両の中心より
２軸の輪軸間に２組配置し、車両の走行にともない、軌
道回路のセクション境界上を移動した時に、２組の受電
器に生ずる電圧の差からセクション境界を検知すること
を特徴とした鉄道車両用地点検知装置。 - 【請求項２】 鉄道車両の車体あるいは、台車枠に取り
付けられた支持装置によって、レールから一定の高さで
支持され軌道電流を検出する受電器を、車両の中心より
２軸の輪軸間に２組配置し、車両の走行にともない、軌
道回路のセクション境界上を移動した時に、２組の受電
器に生ずる電圧の差からセクション境界を検知すること
を特徴とした鉄道車両用地点検知装置にあって、車軸に
敷設した速度発電機から速度パルスを取込み、受電器間
に電圧の差が生じた時点からカウントし、２組の受電器
間よりやや短い距離に相当するセット値でリセットする
カウンタと、電圧の差が無くなった時にリセットする機
能を持つカウンタの双方がセット値までカウントしたこ
とをもってセクション境界の検知信号を出力することを
特徴とした鉄道車両用地点検知装置。 - 【請求項３】 鉄道車両の車体あるいは、台車枠に取り
付けられた支持装置によって、レールから一定の高さで
支持され軌道電流を検出する受電器を、車両の中心より
２軸の輪軸間に２組配置し、車両の走行にともない、軌
道回路のセクション境界上を移動した時に、２組の受電
器に生ずる電圧の差からセクション境界を検知すること
を特徴とした鉄道車両用地点検知装置にあって、車軸に
敷設した速度発電機から速度パルスを取込み、受電器間
に電圧の差が生じた時点からカウントし、２組の受電器
間よりやや短い距離に相当するセット値でリセットする
カウンタと、電圧の差が無くなった時にリセットする機
能を持つカウンタの双方がセット値までカウントしたこ
とをもってセクション境界の検知信号を出力することを
特徴とした鉄道車両用地点検知装置にあって、セクショ
ン境界の検知信号を受けた時点から動作する別のカウン
タによって速度発電機からの速度パルスをカウントし、
２組の受電器間よりやや短い距離に相当するセット値で
リセットするまでの間に発生するセクション境界の検知
信号をマスクして出力させないことを特徴とした鉄道車
両用地点検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1973493A JP3267366B2 (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | 鉄道車両用地点検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1973493A JP3267366B2 (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | 鉄道車両用地点検知装置 |
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