JPH0948348A

JPH0948348A - 自動列車停止装置

Info

Publication number: JPH0948348A
Application number: JP7200768A
Authority: JP
Inventors: Michiaki Watanabe; 通昭渡辺
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1995-08-07
Filing date: 1995-08-07
Publication date: 1997-02-18
Anticipated expiration: 2015-08-07
Also published as: JP3381126B2

Abstract

(57)【要約】【課題】低コストで実用的な自動列車停止装置を提供
する。【解決手段】車上子２を車両床下面に設置し、地上子
５を線路内に設置し、車上子２の車上送信機１３から１
ＫＨＺの矩形波で変調された周波数ｆ₁の電波を送信
し、地上子５の地上受信機２２でこれを受信し、復調し
た矩形波信号を地上子５の電源とするとともに、変調信
号として地上送信機２４より周波数ｆ₂の電波を送信
し、車上子２の車上受信機１６でこれを受信して復調
し、復調信号である矩形波信号と信号発生器１１からの
矩形波信号の一致を一致検定器１７で得、一致が取れた
ら、停止指令信号１８をＡＴＳ制御部３に送る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、鉄道上を走行す
る車両、列車、特に保守用車の安全確保に用いられる自
動列車停止装置（ATS Automatic Train Stop ）に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、鉄道線路において、本線から側
線に分岐する分岐点が沢山ある。このような分岐点にお
いては、本線を車両が通過する場合は本線側に、逆に、
側線から本線に車両が出てゆく場合に、分岐器が側線側
に切り替えられる。しかし、たまたま分岐器が本線側に
入っているにもかかわらず、例えば、側線に居る車両が
誤って分岐器に進入すると、その車両が脱線したり、分
岐器や線路を破損することになる。そのため、このよう
な事故を防ぐため、分岐器前の所定の位置にくると、こ
の車両を検知し、分岐器をその車線側に切り替えるか、
分岐器切り替え不可の場合には、車両を停止させるよう
にしている。この車両の所定位置への到来を検知する
に、光電検知器や超音波検知器を使用する方法、地上に
設けた接触片に車体に設けた摺動子で接触させる方法等
がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した自動列車停止
装置のうち、光電検知器、超音波検知器等を用いる方法
は、いずれも地上子を設置する場合、その地上子への電
源供給のための電気的配線を施させねばならず、多数の
分岐器に設置するとなると、設置費が高くなるという問
題がある。また接触片と摺動子を用いる方法は、機械的
に接触をともなうゆえに、信頼性の確保に困難を伴う。
また、他の通信用の信号に妨害を与えず、逆に妨害を受
けないことが必要である。また、装置が故障した場合、
フェイルセーフ動作を行うことが必要である。

【０００４】この発明は上記問題点に着目してなされた
ものであって、地上装置に地上からの電源供給を必要と
せず、既設の信号保安設備に悪影響を生じない。しかも
フェイルセーフ側で動作する自動列車停止装置を提供す
ることを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この出願の特許請求の範
囲の請求項１に係る自動列車停止装置は、車両に設置さ
れる車上子と、軌道に設置される地上子とからなり、車
上子は電波を軌道に向けて送信する送信機と、地上子か
らの電波を受信して、この電波により車両が停止すべき
か否かを判定する受信機とを備えている。

【０００６】この自動列車停止装置では、車上子の送信
機から線路に向けて電波が送信される。車両が線路上を
走行して地上子に接近すると、停止すべき場合は、地上
子が車上子の送信機からの電波を受信し、信号を中継し
て、車上子に送り返す。車上子の受信機は、地上子から
の電波を受けて、この電波の存在により車両を停止すべ
きか否かを判定する。

【０００７】請求項２に係る自動列車停止装置は、請求
項１に係るものにおいて、前記車上子から送信される電
波は、第１の周波数を搬送波とするものであり、地上子
から車上子に送信される電波は、第１の周波数と異なる
第２の周波数を搬送波としたものである。この自動列車
停止装置では、地上子からの送信電波の搬送波と、地上
子から車上子の受信機への電波の搬送波の周波数を異な
らせているので、互いの混信を避けることができる。

【０００８】また、請求項３に係る自動列車停止装置
は、請求項１または請求項２に係るものにおいて、前記
地上子は、前記車上子から送信されてくる電波を受け、
この電波を復調して得られる電圧を自身の電源とするも
のである。この自動列車停止装置では、地上子に電源を
必要としない。また、請求項４に係る自動列車停止装置
は、請求項３に係るものにおいて、前記地上子は、前記
車上子に電波を送信する送信機を含み、前記電源電圧と
して使用する復調信号は、変調信号としても使用するも
のである。

【０００９】また、請求項５に係る自動列車停止装置
は、請求項２、請求項３、または請求項４に係るものに
おいて、前記車上子からの電波は、低周波の矩形波で変
調されるものであり、かつ車上子の受信機は、前記矩形
波を一致検定信号として受けるようにしている。この自
動列車停止装置では、車上子の送信機からの矩形波信号
を一致検定信号とし、地上子からの電波を受けて復調
し、この一致検定信号の一致を取り、一致が取れれば、
これを列車停止とすることにより、他からの異なるパル
ス信号に応答することはない。

【００１０】また、請求項６に係る自動列車停止装置
は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、または
請求項５に係るものにおいて、前記車上子は、地上子の
方向にのみ電波を放射するため、地上子の方向のみ開放
の金属ケース体に収納している。この自動列車停止装置
では、車上子からの電波が地上子方向のみに絞られるの
で、他の外部信号からの妨害を受けたり、他の装置へ妨
害を与えたりすることが少ない。

【００１１】また、請求項７に係る自動列車停止装置
は、車両に設置される車上子及びＡＴＳ制御部と、軌道
に設置される地上子とからなり、車上子は電波を軌道に
向けて送信する送信機と、地上子からの電波を受信し
て、この電波により車両が停止すべきか否かを判定する
受信機とを備え、前記ＡＴＳ制御部は、前記車上子の受
信機から車両検知信号を受けるようにしている。

【００１２】また、請求項８に係る自動列車停止装置
は、請求項７に係るものにおいて、地上子は、車上子に
向けて電波を送信する送信機を備え、かつ地上子が設置
される線路の分岐器が進路非開通のとき送信機を付勢
し、進路開通のとき送信機を消勢するスイッチを接続し
ている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態により、この発
明をさらに詳細に説明する。図１は、この発明の一実施
の形態を示す自動列車停止装置の構成を示すブロック図
である。この自動列車停止装置１は、車上に設けた車上
信号送受信部である車上子２と、ＡＴＳ制御部３と、地
上に設けられた地上子５とから構成されている。

【００１４】車上子２は、低周波、例えは１ＫＨＺの矩
形波信号を発生する信号発生器１１と、この矩形波信号
で搬送波ｆ₁を変調する変調器１２と、変調された電波
を地上子５に向けて送信する車上送信機１３と、送信ア
ンテナ１４と、地上子５からの電波を受ける受信アンテ
ナ１５及び車上受信機１６と、ベースバンド信号一致検
定器１７と、を備えている。アンテナ１４、１５は、直
径０．３ｍｍ、長さ１．２ｍ（入／４）のビニール線が
使用される。車上受信機１６は、スーパヘテロダイン方
式のものであり、一致検定器１７は、信号発生器１１か
らの矩形波信号（元の一致検定信号）と、地上子５で中
継された車上受信機１６からの復調された出力信号の一
致を見る排他的ＯＲ回路を含むものである。

【００１５】地上子５は、受信用のアンテナ２１と、地
上受信機２２と、地上受信機２２の復調出力で周波数ｆ
₂の搬送波を変調する変調器２３と、変調された周波数
ｆ₂の電波を送信する地上送信機２４と、送信アンテナ
２５と、分岐器開通検知器ＬＳとを備えている。アンテ
ナ２１、２５は直径０．３ｍｍ、長さ４０ｃｍのビニー
ル線が使用される。

【００１６】車上子２の送信部の具体回路例を図２に示
している。信号発生器１１はＮＰＮ型のトランジスタＱ
₁、Ｑ₂、抵抗Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄、コンデンサＣ
₁、Ｃ₂からなるマルチバイブレータである。変調器１
２は、ＮＰＮ型のトランジスタＱ₃、抵抗Ｒ₅、Ｒ₆か
らなり、地上送信機１３はＮＰＮ型トランジスタＱ₄、
水晶振動子Ｘ_L、抵抗Ｒ₇、Ｒ₈、コンデンサＣ₃、Ｃ
₄、高周波トランスＨ _Tからなる。これら個々の回路１
１、１２、１３自体は、すでによく知られた回路であ
る。

【００１７】地上子５の具体回路例を図３に示してい
る。地上受信機２２は、高周波コイルＨ_C、コンデンサ
Ｃ₅、Ｃ₆、Ｃ₇、ダイオードＤ₁、Ｄ₂、Ｄ₃、Ｄ₄
からなり、アンテナ２１を経て、受信する周波数ｆ₁の
電波を復調して、１ＫΩＨｚの矩形波信号を得る。ダイ
オードＤ₁、…、Ｄ₄及びコンデンサＣ₈、Ｃ₉は、変
調器９を構成し、ＮＰＮ型のトランジスタＱ₅、抵抗Ｒ
₉、水晶振動子Ｘ_L、コンデンサＣ₁₀、高周波トランス
Ｈ_T2からなる地上送信機２４に、矩形波信号を与え発振
及び変調する。なお、ダイオードＤ₁、…、Ｄ₄の復調
電圧は地上送信機２４の電源電圧として使用される。地
上送信機２４の入力側には、並列にリミットスイッチＬ
_Sが接続されている。このリミットスイッチＬ_Sは、分
岐器開通検知器であり、進路が非開通の場合はオフで、
開通の場合はオンしている。

【００１８】車上子２は、図４、図５に示すように、車
両６１の床下面の前後に、線路７１側のみが開口した４
０ｃｍ四方の金属ケース６２に収容し、取付ける。ま
た、地上子５は、長さ約５０ｃｍ、幅約３０ｃｍ、厚さ
３ｃｍのプラスティックモールドしたケース内へ収容
し、耐候性及び耐振動、耐衝撃性を確保するようにして
いる。この地上子５の外部接続部は、リミットスイッチ
Ｌ_S用の２Ｐコネクタのみである。

【００１９】図６は、鉄道の軌道の様子及び側線の様子
と、地上子の設置位置を示している。図６において、５
１は本線の軌道、５２は側線の軌道、５３はこれらの切
り替え部である分岐器である。５４はこの分岐器５３の
切り替えに連動して、一方がオン、他方がオフとなる一
対のリミットスイッチＬ_S1、及びＬ_S2で構成される転轍
連動スイッチである。すなわち、転轍連動スイッチ５４
は、分岐器５３の機械的な移動でオン・オフ状態となる
メカニカルスイッチである。

【００２０】図の点線で示すように、転轍連動スイッチ
５４は、車両の進行が可能な状態である（すなわち進路
開通）のときにオンとなり、車両の進行が禁止の状態、
すなわち進路非開通のときにオフとなる。この自動列車
停止装置を装備した保守用車が、図６の側線５２を矢符
のように進行し、地上子５_-1を設置した位置に到来する
場合を想定する。車上子２の車上送信機１３の周波数ｆ
₁の高周波信号が、信号発生器１１で発生される１ＫＨ
Ｚの矩形波信号で変調され、アンテナ１４より線路方
向、つまり地上子５の方向に電波として送信される。保
守用車がまだ地上子５_-1の位置まで到来していない場合
は、車上子２より送信された電波は、車上受信機１６で
受信されない。

【００２１】保守用車が地上子５_-1の近傍に達すると、
搬送周波数ｆ₁の電波がアンテナ２１、地上受信機２２
で受信される。本線５１が進路開通で側線５２が進路非
開通のとき、リミットスイッチＬ_S1がオフ状態にあり、
この場合は地上子５_-1の地上受信機２２のダイオードＤ
₁、…、Ｄ₄で受信された電波が復調され、１ＫＨＺの
矩形波信号が地上送信機２４に電源電圧及び変調波とし
て与えられる。地上送信機２４は、周波数ｆ₂の搬送波
を１ＫＨＺの矩形波信号で変調して、アンテナ２５によ
り車上子２に向けて送信する。車上送信機１３及び地上
送信機２４は、いずれも水晶振動子を用いた発振回路で
搬送波を発生するものであるから、温度などの影響を受
けにくい安定な周波数の電波を送信する。

【００２２】アンテナ２５からの周波数ｆ₂の電波は、
車上子２のアンテナ１５、及び車上受信機１６で受信さ
れ、車上受信機１６より１ＫＨＺの矩形波信号が復調出
力される。この受信信号は、一致検定器１７に入力され
る。一方、この一致検定器１７には信号発生器１１よ
り、１ＫＨＺの矩形波信号が入力されており、これら両
入力信号につき、排他的ＯＲの論理処理がなされ、両入
力信号の論理が一致すると、一致検定器１７は保守用車
が停止すべきことを示す停止指定信号１８を出力し、こ
の信号はＡＴＳ制御部３に加えられる。

【００２３】ＡＴＳ制御部３では、この信号を受ける
と、停止指令信号接点がオンし、その旨を示す表示器を
動作させ、ブザー等を鳴動させる。これにより、運転者
は保守用車を停止させる。停止指令信号１８が出力され
ているにもかかわらず、一定時間以内で確認押ボタンを
押されていないで経過すると、ＡＴＳ制御部３より強制
的に車両を停止させるための信号を出力し、ブレーキを
作動させる。

【００２４】保守用車が地上子５_-1上に到達しても、分
岐器５３が進路開通の状態にあると、リミットスイッチ
Ｌ_S1がオン状態にあるので、地上送信機２４は周波数ｆ
₂の電波を送信しない。したがって、一致検定器１７に
は地上受信機１６よりの信号を受けず、ＡＴＳ制御部３
には停止指令信号１８を出力しない。そのため、この場
合は、保守用車がそのまま地上子５_-1を通過することに
なる。

【００２５】自動列車停止装置１の正常／異常テストを
行う場合は、分岐器５３が進路非開通のときに、保守用
車を地上子５_-1の位置に停止させ、装置を動作状態とす
る。一致検定器１７より、停止指令信号１８が出力され
れば、装置が正常である。しかし、停止指令信号１８が
出力されない場合は、車上子２、あるいは地上子５が異
常であると確認できる。異常の場合は、さらに細かく原
因を追求してゆくことになる。

【００２６】図７は、ＡＴＳ制御部３の回路構成を示す
図である。３１は停止指令信号１８で励磁されるリレー
Ｘ、３２及び３３はリレー３１のメイク接点Ｘ_a-1、及
びＸ_a-2、３４は同じくブレーク接点Ｘ_b-2である。３
５は励磁開始から一定時間（この場合は３秒）経過後に
作動するタイマリレーＴ、３６は停止現示用の赤ラン
プ、３７は同じく警告用のブザー、３８は動作表示用を
示す白ランプである。３９はタイマリレー３５の励磁か
ら、一定時間経過後にオンとなるメイク接点Ｔ_a、４０
はヒューズ、４１はこの回路の電源である。４２は図示
せぬブレーキ装置に制動信号を出力する出力端子であ
る。また、４３は操作により、リレー３１に流れている
電流を遮断する確認用押ボタンスイッチである。４４は
停止指令信号１８でオンする接点である。

【００２７】次に、図７の構成のＡＴＳ制御部３の動作
について説明する。停止指令信号接点４４がオンする
と、電源４１の正極から、ヒューズ４０、リレー３１、
リセットスイッチ４３、停止指令信号接点４４、電源２
３の負極に至る閉ループが形成される。すると、リレー
３１が励磁されて、そのメイク接点Ｘ_a-1がオンとな
り、リレー３１は励磁状態を自己保持する。したがっ
て、以後は地上子５に関係なく、すなわち車両が地上子
５の位置を通過しても、リレー３１を励磁する閉ループ
の形成を保持する。

【００２８】また、リレー３１のメイク接点Ｘ_a-2がオ
ンとなるので、タイマリレー３５が励磁され、停止信号
現示用赤ランプ３６が点灯し、警告ブザー３７が鳴動す
る。同時にリレー３１のブレーク接点Ｘ_b-2がオフとな
るので、進行現在示用の白ランプ３８が消灯する。その
後、３秒経過する前に、確認用押ボタン４３が操作され
ると、リレー３１が解磁されて、それに伴ってタイマリ
レー３５が解磁され、停止信号現示用の赤ランプ３６が
消灯し、警告ブザー３７が鳴動を停止する。同時にリレ
ー３１のブレーク接点Ｘ_b-2がオンとなるので、進行現
示用の白ランプ３８が点灯する。

【００２９】タイマリレー３５の励磁から３秒経過する
までにリセットスイッチ４３が操作されなかった場合に
は、タイマリレー３５のメイク接点Ｔ_aがオンとなり、
出力端子４２から制動信号が出力される。

【００３０】

【発明の効果】この発明では、車上子の送信部、地上
子、車上子の受信部で閉じたループを形成しているの
で、自己診断が可能である。また、車上側で発生した信
号と、地上子から返ってきた信号の一致を確認している
ので、外来ノイズ、電波等による誤検知がない。地上子
の中継機能に要するエネルギーは車上からの高周波エネ
ルギーを地上子に与えるので、地上子側に電源は不要で
あり、電源を必要とする従来の方式に比し、設置や保守
に要する費用が小さくなる。また、既設のＡＴＳ−Ｓ、
ＡＴＳ−Ｐとは動作原理が異なり、使用周波数帯も異な
っているので、ＡＴＣを含む既設の運転保安設備と干渉
を生ずることが発生しない。また、リミットスイッチオ
フの状態で本発明の自動列車停止装置が作動するので、
リミットスイッチ及びそのケーブルの断線不良時等はフ
ェイルセーフ動作となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態を示す自動列車停止装
置の構成を示すブロック図である。

【図２】同自動列車停止装置の車上子の送信部の具体回
路例を示す回路図である。

【図３】同自動列車停止装置の地上子の具体回路例を示
す回路図である。

【図４】同自動列車停止装置の車上子の設置状態を示す
車両の側面図である。

【図５】同車上子の設置状態を説明するための車両の概
略図である。

【図６】鉄道の軌道の本線及び側線の様子を示す図であ
る。

【図７】自動列車停止装置のＡＴＳ制御部の回路部を示
す回路図である。

【符号の説明】

２車上子３ＡＴＳ制御部５地上子１１信号発生器１３車上送信機１６車上受信機１７一致検定器２２地上受信機２４地上送信機

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軌道上を走行する車両の自動列車停止装置
であって、車両に設置される車上子と、軌道に設置される地上子と
からなり、車上子は電波を軌道に向けて送信する送信機
と、地上子からの電波を受信して、この電波により車両
が停車すべきか否かを判定する受信機とを備えるもので
ある自動列車停止装置。
【請求項２】前記車上子から送信される電波は、第１の
周波数を搬送波とするものであり、地上子から車上子に
送信される電波は、第１の周波数と異なる第２の周波数
を搬送波とするものである請求項１記載の自動列車停止
装置。
【請求項３】前記地上子は、前記車上子から送信されて
くる電波を受け、この電波を検波復調して得られる電圧
を自身の電源とするものである請求項１、または請求項
２記載の自動列車停止装置。
【請求項４】前記地上子は、前記車上子に電波を送信す
る送信機を含み、前記電源電圧として使用する復調信号
は、変調信号としても使用するものである請求項３記載
の自動列車停止装置。
【請求項５】前記車上子からの電波は、低周波の矩形波
で変調されるものであり、かつ車上子の受信機は、前記
矩形波を一致検定用信号として受けるものである請求項
２、請求項３、または請求項４記載の自動列車停止装
置。
【請求項６】前記車上子は、地上子の方向にのみ電波を
放射するため、地上子の方向のみ開放の金属ケース体に
収納されたものである請求項１、請求項２、請求項３、
請求項４、または請求項５記載の自動列車停止装置。
【請求項７】軌道上を走行する車両の自動列車停止装置
であって、車両に設置される車上子及びＡＴＳ制御部と、軌道に設
置される地上子とからなり、車上子は電波を軌道に向け
て送信する送信機と、地上子からの電波を受信して、こ
の電波により車両が停止すべきか否かを判定する受信機
とを備え、前記ＡＴＳ制御部は前記車上子の受信機から
前記判定結果を受けるものである自動列車停止装置。
【請求項８】前記地上子は、車上子に向けて電波を送信
する送信機を備え、かつ地上子が設置される線路の分岐
器が「進路非開通」のとき送信機を付勢し、「進路開
通」のとき送信機を消勢するスイッチを接続してなる請
求項７記載の自動列車停止装置。