JPH04358960A

JPH04358960A - 軌道回路

Info

Publication number: JPH04358960A
Application number: JP16001391A
Authority: JP
Inventors: Masanori Yamamoto; 山本　正宣; Katsuichi Inose; 猪瀬　勝一; Masaichi Osawa; 大沢　正市; Shinichi Iino; 飯野　真一
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 1991-06-03
Filing date: 1991-06-03
Publication date: 1992-12-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軌道回路に係り、故障
監視機能を備えていて、しかも、検知出力の用い方によ
りＣＴ（閉電路形軌道回路）としても、ＯＴ（開電路形
軌道回路）としても用いることができるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、軌道回路は、軌道回路を構成す
るレール（軌道）の送電端に所定周波数の信号を送出す
る送信器を設けるとともに、そのレールの受電端に送信
器から送出された信号を受信する受信器を設けて構成さ
れている。そして、そのレールが列車の車軸によって短
絡されたことによる受信器の受信レベルの変化から、そ
のレール上に列車が存在することを検知している（例え
ば、昭和５２年６月２０日（株）交友社発行「信号」，
Ｐ．１４４〜１４８）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の軌道回路では、フェールセーフ性を満足していると
は言え、故障監視機能がないため、故障発生時の修理な
どの対応が遅れ、機器故障時に列車を停止させたり、踏
切を遮断状態にしたりする結果を招いて、鉄道運営上、
問題があった。このような見地から、軌道回路の列車検
知機能が正常に作動しているか否かを、常時、監視でき
るようにすることが望まれていた。

【０００４】従来の踏切用軌道回路は、ＣＴ専用又はＯ
Ｔ専用である。また、故障監視回路の構成が複雑である
。従って、用途によって製造及び使い分けが必要であり
、材料コスト、製造コストの面で問題があった。

【０００５】また、故障監視手段としては、例えば、送
電端に所定の信号電流が存在しているかを検出すること
が考えられるが、これをＯＴに適用しようとする場合は
、レール上に列車が存在しないときのレールインピーダ
ンスが高く、実用化には問題があった。

【０００６】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、同一構成で、検出信
号の用い方を変えるだけで、ＣＴ用にもＯＴ用にも用い
ることができるようにして、材料コスト及び製造コスト
の低減を図り、かつ、設置・使用に便利な故障監視機能
つき軌道回路を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る軌道回路は
、上記目的を達成するため、図１に本発明の基本構成を
示すように、軌道回路を構成するレールＲの送電端に所
定周波数の信号を送出する信号送出手段１００と、前記
レールの送電端の信号の電流を検出する第１検出手段２
００と、前記レールの受電端の信号の電圧を検出する第
２検出手段３００と、これら両検出手段の出力を入力し
て監視する監視手段４００とを有し、前記監視手段は、
前記両検出手段の検出出力が論理和条件を充足するとき
に、軌道回路の列車検知機能が正常であると判定するも
のであることを特徴としている。また、第１検出手段の
信号検出のしきい値と、第２検出手段の信号検出のしき
い値が、列車位置に係わりなく、常にいずれかの検出手
段が検出信号を出力するように設定されていることを特
徴としている。

【０００８】

【作用】上記構成において、信号送出手段１００からレ
ールの送電端に送出された信号の電流は第１検出手段２
００によって検出され、ＯＴとして機能する。他方、レ
ールの受電端の信号の電圧は第２検出手段３００によっ
て検出され、ＣＴとして機能する。したがって、軌道回
路の列車検知機能が正常であれば、二つの検出手段は、
相補的に動作するので、論理和条件により故障監視機能
を有する。すなわち、この軌道回路を構成するレールＲ
が列車Ｔの車軸で短絡されたときは、第１検出手段２０
０の検出レベルは論理値「０」から「１」に、また、第
２検出手段３００の検出レベルは「１」から「０」にな
る。監視手段４００は、両検出レベルが論理和条件を充
足するときに、軌道回路の列車検知機能は正常であると
判定する。

【０００９】第１検出手段の信号検出のしきい値と、第
２検出手段の信号検出のしきい値を、列車位置に係わら
ず、常にいずれかの検出手段が検出信号を出力するよう
に設定した場合は、軌道回路の列車検知機能が正常に作
動していれば、両検出手段の検出出力の反転時に、両検
出手段の検出出力の間がとぎれることがない。つまり、
検出出力の間がとぎれて異常と誤判定することが防止さ
れる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は、本発明の軌道回路の基本構成と、その具体
例とを併せ示す概略構成図である。この軌道回路は、信
号送出手段１００と、第１検出手段２００と、第２検出
手段３００と、監視手段４００とからなっている。なお
、本実施例は、踏切用短小軌道回路に適用したもので、
軌道回路の送信端から送信される信号は、送信端の近傍
（例えば１５ｍ）だけに到達する程度に十分高い周波数
を使用することを前提としたものである。

【００１１】信号送出手段１００は、所定周波数で発振
する発振器１０１と、コイル１０２及びコンデンサ１０
３からなる直列共振回路とを有する既知のものであり、
軌道回路を構成するレールＲの一端側に位置する送電端
ニに接続されている。

【００１２】第１検出手段２００は、信号送出手段１０
０から送電端ニに送出される信号電流を電流トランス１
０４を介して抽出するように設けられ、抽出した信号電
流を検出する電流検出器２０１を有している。電流検出
器２０１は、抽出された信号電流を所定のしきい値で検
出して、信号電流がしきい値以上か未満かに応じてＯＮ
，ＯＦＦの検出信号を出力するように構成されている。ＩＲは電流検出器２０１の検出状態を第１検出手段２０
０の外部に出力するためのリレーであり、電流検出器２
０１のＯＮ出力により扛上し、ＯＦＦ出力により落下す
る。

【００１３】第２検出手段３００は、軌道回路を構成す
るレールＲの他端側に位置する受電端ロに設けられ、コ
イル３０１及びコンデンサ３０２からなる直列共振回路
と、この共振回路から信号電圧を抽出するための電圧ト
ランス３０３と、電圧トランス３０３で抽出された信号
電圧を検出する電圧検出器３０４とを有する。電圧検出
器３０４は抽出された信号電圧を所定のしきい値で検出
して、ＯＮ，ＯＦＦの検出信号を出力するように構成さ
れている。ＶＲは電圧検出器３０４の検出状態を第２検
出手段３００の外部に出力するためのリレーであり、電
圧検出器３０４のＯＮ出力により扛上し、ＯＦＦ出力に
より落下する。

【００１４】なお、上に「信号電圧を検出する」と表現
した理由は、受電端ロにはレールの特性インピーダンス
及び電圧検出器３０４の入力インピーダンスによる一定
の終端インピーダンスが存在することを前提としたこと
による。

【００１５】また、上記直列共振回路１０２，１０３；
３０１，３０２は、無絶縁軌道回路に適用した場合に、
並存する他の軌道回路との干渉を避けるためのものであ
り、発振器１０１の周波数のみを通過させる目的で直列
に挿入されている。

【００１６】上記構成により、この軌道回路をＣＴ形と
して用いる場合は、第２検出手段３００の検出信号が例
えばリレーＶＲの接点ＶＲａを介して閉そく信号機の信
号制御に用いられ、あるいは踏切制御装置の警報開始に
用いられる。また、ＯＴ形として用いる場合は、電流検
出器２０１の検出信号が例えばリレーＩＲの接点ＩＲａ
を介して閉そく信号機の信号制御に用いられ、あるいは
踏切制御装置の警報終止に用いられる。

【００１７】また、第１検出手段２００と第２検出手段
３００の検出出力は、監視手段４００により故障監視に
も用いられる。監視手段４００は、両検出器２０１，３
０４のリレーＩＲ，ＶＲの接点ＩＲｂ，ＶＲｂで構成さ
れたＯＲ回路４０１と、そのＯＲ回路の出力で扛上され
る監視リレーＣＲとから構成されている。

【００１８】本実施例に係る軌道回路の動作を図２のタ
イムチャートを参照して説明する。先ず、列車Ｔが軌道
回路を構成するレールＲの近傍にまだ進入していないと
き、すなわち、図１の（イ）の区間に存するときについ
て説明する。この場合は、電流検出器２０１で検出され
る信号電流Ｉ及び電圧検出器３０４で検出される信号電
圧Ｖの検出レベルは、図２の（イ）のタイミングにおい
て示されるような値となる。すなわち、電流検出器２０
１で検出される信号電流Ｉの検出レベルは、レールＲが
開放されてレールインピーダンスが大きいために小さく
、他方、電圧検出器３０４で検出される信号電圧Ｖは、
送電端ニ側の電圧レベルが検出されて所定の高電圧の状
態にある。このため、監視手段４００のＯＲ回路４０１
は、第２検出手段３００の電圧検出出力により論理和条
件を充足されている。すなわち、電流検出器２０１はＯ
ＦＦであるのでリレーＩＲは落下し（論理値が「０」と
なり）、電圧検出器３０４はＯＮであるのでリレーＶＲ
は扛上する（論理値が「１」となる）。従って、リレー
ＶＲの扛上接点ＶＲｂを介してリレーＣＲに励磁電流が
与えられるため、リレーＣＲは扛上される。

【００１９】さらに詳述すると、図２の（イ）のタイミ
ングでは、信号電流Ｉを所定のしきい値Ｌａで検出した
ときの電流検出器２０１の出力は「０」（ＯＦＦ）であ
るが、信号電圧Ｖを所定のしきい値Ｌｂで検出したとき
の電圧検出器３０４の出力は「１」（ＯＮ）であるので
、この電圧検出器３０４のＯＮ出力により動作されるリ
レーＶＲの扛上接点ＶＲｂを介してリレーＣＲが「１」
となる。

【００２０】ところで、信号送出手段１００の発振器１
０１が無発振となったり、あるいは送電端ニ側が断線し
たり、さらには、受電端ロ側が断線したりなどの故障が
発生した場合は、電圧検出器３０４の検出する信号電圧
Ｖが低下するので、電圧検出器３０４の出力は「０」と
なり、リレーＶＲは落下して「０］となる。このため、
監視手段４００のリレーＣＲも落下して「０」となるの
で、軌道回路に異常が発生したことを知ることができる
。

【００２１】次に、列車Ｔが軌道回路を構成するレール
Ｒ内、すなわち図１の（ハ）の区間に進入すると、上述
とは逆に、図２の（ハ）のタイミングに示されるように
、レールＲの短絡により信号電流Ｉは上昇し、他方、信
号電圧Ｖのレベルが低下する。このため、信号電流Ｉを
所定のしきい値Ｌａで検出したときの電流検出器２０１
の出力は「１」となるが、信号電圧Ｖを所定のしきい値
Ｌｂで検出したときの電圧検出器３０４の出力は「０」
となる。従って、リレーＣＲは、今度は、電流検出器２
０１の検出出力により動作されるリレーＩＲの扛上接点
ＩＲｂを介して扛上される。

【００２２】ところで、この場合、例えば信号送出手段
１００の発振器１０１が無発振となったり、あるいは送
電端ニ側が断線すると、電流検出器２０１の出力は「１
」から「０」となり、電圧検出器３０４の出力は「０」
であるから、リレーＩＲ，ＶＲがともに落下して「０」
となり、監視手段４００のＯＲ回路４０１が論理和条件
を充足しないこととなるので、リレーＣＲも落下して「
０」となる。従って、軌道回路に異常が発生したことを
知ることができる。

【００２３】さらに、列車Ｔが軌道回路を構成するレー
ルＲから進出すると、すなわち、図１の（ホ）の区間に
出ると、リレーＩＲ，ＶＲ及びリレーＣＲは、図２の（
ホ）のタイミングにおいて示されるように、列車Ｔがレ
ールＲに進入する前の状態（図２の（イ））と同様とな
る。ＯＲ回路４０１からの出力の有無により、すなわち
、リレーＣＲの動作状態により、軌道回路が正常である
か異常であるかを検知することができる。

【００２４】以上のように、本発明の軌道回路では、両
検出器２０１，３０４とも、その出力で軌道回路上の列
車検知を行なうことが可能である。そして、例えば、踏
切前方に設けた軌道回路の電圧検出器３０４の出力「０
」を列車ありの検知出力に用いて警報を開始させ、踏切
後方に設けた軌道回路の電流検出器２０１の出力「１」
を列車ありの検知出力に用いて警報を終止させると、好
都合である。なぜならば、電圧検出器３０４の検知出力
で踏切制御装置を始動させるときは、信号送出手段１０
０等に故障が発生したときも踏切機器の動作を開始させ
て踏切の安全を確保することができ、電流検出器２０１
の検知出力で踏切制御装置を終動させるときは、後に具
体例を挙げて説明するが、信号送出手段１００等に故障
が発生したときも踏切機器の動作を継続させて、踏切の
安全を確保することができるからである。

【００２５】本実施例に係る軌道回路は、電流検出器２
０１で軌道回路の送電端ニの信号電流Ｉを検出し、電圧
検出器３０４で軌道回路の受電端ロの信号電圧を検出し
て軌道回路を構成するレールＲ上の列車を検知し、両検
出器２０１，３０４の出力の論理和出力でリレーＣＲを
扛上させるようにしたので、軌道回路の列車検出機能が
正常に作動しているか否かを監視すことができる。

【００２６】なお、上述の実施例では、軌道回路上に列
車が存在したときと存在しないときの両検出器２０１，
３０４の出力が時間差なく正確に反転し、リレーＣＲが
あたかも排他的ＯＲ回路の出力で動作するように説明し
たが、両検出器２０１，３０４のしきい値をこのような
反転状態に設定することは困難である。また、両検出器
２０１，３０４の出力の反転時にＯＲ回路４０１が無出
力状態となって、図２の■に鎖線で示すように、リレー
ＣＲが落下するのを避ける必要がある。このため、好ま
しい実施例では、電流検出器２０１のしきい値Ｌａと、
電圧検出器３０４のしきい値Ｌｂを、列車の位置に係り
なく、常にいずれかの検出器が検出信号「１」を出力す
るように設定してある。すなわち、図２に示されるよう
に、電流検出器２０１の論理値「１」の出力時間ｔ１　
が電圧検出器３０４の論理値「０」の出力時間ｔ２　を
含むように両検出器２０１，３０４のしきい値が設定さ
れている。しきい値Ｌａ，Ｌｂは、雑音などで誤動作し
ない範囲で十分低い値をとれば、ｔ１　＞ｔ２　とする
ことができる。

【００２７】続いて、本発明を踏切制御装置の終動制御
子（以下、終動子という）に適用した例について、図３
を用いて説明する。図３において、踏切Ｙから所定距離
（例えば１〜１．５ｋｍ）離れた開始検知点Ｘ１　に、
遮断機Ｚ１　，警報機Ｚ２　からなる踏切機器Ｚを始動
させる始動制御子（以下、始動子という）Ａが設けられ
ていて、その始動子Ａが列車Ｔを検知したときに始動リ
レーＣＴＲを作動させ、踏切機器Ｚを始動させるように
している。なお、上述のように、この始動子Ａにも本発
明装置を利用できる。この始動子Ａに適用した例につい
ては、別途提案したので詳細な説明はそれに譲るが、上
述した第２検出手段３００の電圧検出器３０４とリレー
ＶＲが始動子Ａの始動リレーＣＴＲに用いられる。

【００２８】終動子Ｂは、踏切Ｙの進出側に所定距離（
例えば、２０ｍ）離れた終止検知点Ｘ２　に設けられて
いる。終動子Ｂは、上記信号送出手段１００に当たる送
信部Ｂ１　と、第１検出手段２００に当たる第１受信部
Ｂ２　と、第２検出手段３００に当たる第２受信部Ｂ３
　と、監視手段４００に当たる監視部Ｂ４　とから構成
されている。

【００２９】送信部Ｂ１　は、マーク（Ｍ）とスペース
（Ｓ）の比が一例として１：７のコード信号波（ａ）を
送出するように構成されている。すなわち、送信部Ｂ１
　は発振器１０からの交流信号を整形回路１１で上述の
コード信号波（ａ）となるように整形し、これをアンプ
１２を介してトランス１３に出力し、トランス１３の２
次側の一方は終止検知点Ｘ２　の一方のレールＲの送電
端ニに接続され、他方は受信部Ｂ２　のトランス１４の
１次側を介して他方のレールＲの送電端ニに接続されて
いる。送信部Ｂ１　がコード信号波（ａ）を送出することの利
点については、本出願人が先に提案した実願平１−５８
５１８号に詳述されているが、レールＲの半導体被膜に
起因する残留電圧の影響を排し、かつ、電力消費が少な
いという特長を有している。

【００３０】第１受信部Ｂ２　は、送信部Ｂ１　に直列
に接続され、信号電流を抽出するように構成されている
。そして、その入力信号は減衰回路１５及びフィルタ１
６で信号処理し、上記コード信号波（ａ）のみを精密に
抽出し、これを再度、アンプ２０及びレベル判定・波形
整形回路２１で信号処理した後、周知の電源枠外電圧方
式のコード波判定回路２２で処理し、このコード波判定
回路２２の出力をアンプ２３で増幅して第１リレーＭＲ
１　を動作させるようにしている。

【００３１】第１リレーＭＲ１　は、列車Ｔが終止検知
点Ｘ２　に達するとＯＮとなり、そのリレーＭＲ１　の
接点を介して踏切機器Ｚを終動させるための終止出力が
行なわれる。すなわち、終止検知点Ｘ２　が列車Ｔの車
軸で短絡される前は、終止検知点Ｘ２　のレールＲ間が
開放されているため、送信部Ｂ１　からのコード信号波
（ａ）が第１受信部Ｂ２　に入力されるレベルが低いの
で、第１リレーＭＲ１　は、ＯＦＦ状態であるが、終止
検知点Ｘ２　が車軸で短絡されると、送信部Ｂ１　から
のコード信号波（ａ）の入力レベルが高まるので、第１
リレーＭＲ１　はＯＮ状態となる。

【００３２】第２受信部Ｂ３　は、終止検知点Ｘ２　の
レールＲの受電端ロの電圧信号を入力するように設けら
れている。すなわち、第２受信部Ｂ３　はトランス３０
を介して入力された信号を減衰回路３２、フィルタ３３
、アンプ３５及びレベル判定・波形整形回路３６で信号
処理し、上述のコード波判定回路２２と同様な周知の電
源枠外電圧方式のコード波判定回路３７で判別し、その
判別された信号をアンプ３８で増幅して第２リレーＭＲ
２　を動作させるようにしている。第２リレーＭＲ２　
は、レールＲが車軸で短絡されるまでは高い信号電圧に
よりＯＮ状態であり、レールＲが車軸で短絡されると信
号電圧が低くなってＯＦＦとなる。

【００３３】監視部Ｂ４　は、第１，第２リレーＭＲ１
　，ＭＲ２　の接点を有するＯＲ回路４１と監視リレー
ＣＲで構成されている。監視リレーＣＲは、２つのリレ
ーＭＲ１　，ＭＲ２　の動作状態を監視して、これを図
示しない監視センターに伝送するものである。すなわち
、軌道回路の列車検知機能が正常なときの列車Ｔが終止
検知点Ｘ２　に存在するときの出力は、「第１リレーＭ
Ｒ１　がＯＮで第２リレーＭＲ２　がＯＦＦ」であり、
また、軌道回路の列車検知機能が正常なときの列車Ｔが
終止検知点Ｘ２　に存在しないときの出力は「第１リレ
ーＭＲがＯＦＦで第２リレーＭＲ２　がＯＮ」の組合せ
となる。このように、第１，第２リレーＭＲ１　，ＭＲ
２　が相補的に動作するときは、監視リレーＣＲがＯＮ
して、列車検知機能が正常と判定し、これが監視センタ
ーに送られる。これに対し、「第１リレーＭＲ１　と第
２リレーＭＲ２　がともにＯＦＦ」のときは軌道回路の
列車検知機能（終動子Ｂ）は異常と判定される。

【００３４】以上のように、本実施例の軌道回路は、送
信部Ｂ１　の信号電流を受信部Ｂ２　で受け、この受信
信号を処理してその出力で第１リレーＭＲ１　を動作さ
せる他に、第２受信部Ｂ３　で受電端の信号電圧を監視
し、第１リレーＭＲ１　の動作状態と第２受信部Ｂ３　
の第２リレーＭＲ２　の動作状態との組合せにより終動
子Ｂの機能を監視できるようにしたので、故障監視が可
能となり、信頼性の優れたものとすることができる。

【００３６】なお、この実施例は、踏切終動点制御用の
短小軌道回路である。軌道回路の送電端と受電端との距
離を大きくとれば、一般の列車制御用軌道回路に適用す
ることができることは、言を待たない。

【００３７】

【発明の効果】本発明に係る軌道回路は、軌道回路の送
電端に所定周波数の信号を送出する信号送出手段と、送
電端に送出される信号の電流を検出する第１検出手段と
、その軌道回路の受電端の信号の電圧を検出する第２検
出手段と、これら両検出手段の出力を入力して監視する
監視手段とを有して、両検出手段の検出出力が論理和条
件を充足するときに軌道回路の列車検知機能が正常であ
ると判定するようにしたので、単純な構成で効果的に軌
道回路の故障を検知することができる。

【００３８】そして、ＣＴ形軌道回路として用いる場合
は第２検出手段の検知出力を、ＯＴ形軌道回路として用
いる場合は第１検出手段の検知出力を、それぞれ列車検
知出力として用いればよいので、同一構成のものを、Ｃ
Ｔ形軌道回路、ＯＴ形軌道回路として用いることができ
る。従って、従来よりも材料コスト、製造コスト、設置
コストを著しく低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る軌道回路の概略構成図
である。

【図２】制御動作を示すタイムチャートである。

【図３】本発明に係る軌道回路を踏切制御装置の終動子
に適用したときの概略構成図である。

【符号の説明】

１００　　信号送出手段２００　　第１検出手段２０１　　電流検出器ＩＲ　　　　リレー３００　　第２検出手段３０４　　電圧検出器ＶＲ　　　　リレー４００　　監視手段４０１　　ＯＲ回路Ｙ　　　　　　踏切Ｚ　　　　　　踏切機器Ｘ２　　　　　終止検知点Ｒ　　　　　　レールＡ　　　　　　始動子Ｂ　　　　　　終動子Ｂ１　　　　　送信部Ｂ２　　　　　第１受信部Ｂ３　　　　　第２受信部Ｂ４　　　　　監視部４１　　　　ＯＲ回路ＣＲ　　　　監視リレー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　軌道回路を構成するレールの送電端に
所定周波数の信号を送出する信号送出手段と、前記レー
ルの送電端の信号の電流を検出する第１検出手段と、前
記レールの受電端の信号の電圧を検出する第２検出手段
と、これら両検出手段の出力を入力して監視する監視手
段とを有し、前記監視手段は、前記両検出手段の検出出
力が論理和条件を充足するときに、軌道回路の列車検知
機能が正常であると判定するものである、ことを特徴と
する軌道回路。
【請求項２】　　第１検出手段の信号検出のしきい値と
、第２検出手段の信号検出のしきい値が、列車位置に係
わらず、常にいずれかの検出手段が検出信号を出力する
ように設定されていることを特徴とする請求項１記載の
軌道回路。