JPS5919313B2 - トロリ−線切替総合時間測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は交流電化区間のトロリー線の区分セクション
において、トロリー線の切替のために軌道回路により与
えられる切替信号の時点から切替終了までの時間を測定
するトロリー線切替総合時間測定装置に関する。

交流電化区間では、トロリー線へ電力を供給（以下き電
という）する場合、隣接する変電所間における電圧位相
の相違による危険を避けるため、き定区間毎にトロリー
線に＝定長の区分セクションを設け、列車がこの区間に
進入して存在しているときに限って、一方の変電所から
のき電を他方の変電所からのき電に切替えることが行な
われており、この切替中の区分セクションでのトロリー
線は瞬時無加圧となる。

このような切替を行なうためには、該区分セクションに
より定められた距離だけ線路前方に、この目的のために
軌道回路が設けられ、列車が該軌道回路に進入すること
により軌道回路進入信号かえられ、これが切替信号とし
て地上に設けられたトロリー線切替スイッチに与えられ
切替動作が行なわれる。

このような切替信号が与えられた時点からトロリー線の
切替が終了する時点までの時間をトロリー線切替総合時
間と称しており、この値が定められた値（設計値約２秒
）に比較して異常の有無を常時測定し、切替スイッチ系
統の動作の良否の確認を行なうことが必要とされる。

この測定は地上においても行なわれるが、新幹線におい
ては全線区の一元的な測定、管理のために電気試験車の
車上において測定される。

車上測定においては、上述した軌道回路進入信号を直接
用いることができないので、軌道回路の電流により電磁
結合方式の原理による受信コイルを車上に設け、これに
より軌道回路進入信号を捉えて切替信号に用いる。

しかしながら軌道回路は種々の目的のために線区全域に
亘って数多く用いられており、一方上記の受信コイルは
すべてに共用され、かつ多数の軌道回路進入信号がすべ
て受信されるのであり、このため周波数を異にする多周
波方式がとられていると共に、受信コイルへの入力信号
は周波数から軌道回路進入信号のみを識別して取出すよ
うになっている。

以上述べたような軌道回路進入信号をトロリー線の切替
信号として、トロリー線切替総合時間の測定を行なう従
来装置を以下に概説する。

第１図は従来用いられたトロリー線切替総合時間測定装
置を示すブロック系統図で、１，１′はそれぞれ上り方
向および下り方向測定用の受信コイルを示す。

２．２′はプリアンプで、３は上り、下り方向の切替ス
イッチである。

４は帯域フィルタで上述した各種信号周波数のうちから
トロリー線の切替信号に相互する周波数のみを選択する
。

切替信号用の周波数は現状では上り方向、下り方向に対
してそれぞれ異なる２〜３波、合計４〜６波が使用され
ている。

なお第１図には省略したが、トロリー線切替信号用以外
の周波数に対する帯域フィルタは当然上述の帯域フィル
タ４と並列に必要数だけ接続されている。

５はレベル設定用の増幅器、６はパルス変換回路である
。

なお、とのような多周波信号方式においては、周波数の
数だけ帯域フィルタ４、増幅器５およびパルス変換回路
６などが必要である。

７は時間幅測定回路で、前記した複数個のパルス変換回
路６よりの各パルスによって内蔵のカウンタが動作を開
始する。

８は時間幅測定回路Ｔに設けられたストップ信号入力端
子で、１０に示すトロリー線無加圧時間測定装置より、
切替終了時点にストップ信号が供給されることにより、
時間幅測定回路７内にあるカウンタの動作が停止し、レ
ジスタなどにより測定データが表示回路９に出力される
。

以上述べた従来の装置では帯域フィルタ４などの回路、
素子が多数必要なため、費用が嵩むばかりでな（、回路
構成が複雑となり、障害の発生、特に車両内の強い雑音
による誤動作が頻発する欠点があった。

さらに上述したストップ信号はトロリー線無加圧時間測
定装置１０より与えられるのであるが、該装置の安定確
実性が最も重要であり、この信頼性が欠けるときは、こ
のトロリー線切替総合時間測定装置の信頼性は同時に低
下する。

最近においては電気試験車車上においてコンピュータに
よりリアルタイムのデータ処理が行なわれ、この場合に
は測定データは特に信頼性の高いものでなげればならな
い。

これらの目的に対して従来の装置においては確実性、信
頼性に欠ける弱点があった。

この発明は上述した欠点を排除し、装置の簡易化を行な
うとともに、信頼性の高い測定データをえて、コンピュ
ータによるリアルタイムのデータ処理が可能なトロリー
線切替総合時間測定装置を提供することを目的とするも
のである。

しかして、本発明の要部の概略について述べると、トロ
リー線切替時間測定装置に関しての同一出願人による別
途出願中の発明（昭和 年 月 日出願特願昭
号および昭和 年 月 日出願特願昭
号）に示す信頼性の高いストップ信号を用いること
を前提として、回路の簡略化を図ったものである。

すなわち、従来必要とされたところの各種の軌道回路進
入信号のうちから切替信号のみを選択する帯域フィルタ
を除く一方、これにより各種の軌道回路に対する軌道回
路進入信号をいわば無差別に測定回路にとり込み、測定
用カウンタを動作せしめるものであり、列車が切替区分
セクションに存在するときに限って出力できる前記信頼
性のあるストップ信号を用いて、この時点でカウンタを
停止させて、このときに限り時間測定回路からデータを
出力させる。

また、もしストップ信号が与えられないときは、目的外
の軌道回路進入信号であると見做されカウンタは一定時
間自走後目ら停止し、データはクリヤされると共にこの
時は出力がないという構成になっている。

次に本発明の構成の詳細を説明する。第２図は本発明の
実施例を示すブロック系統の概要であり、受信コイル１
，１′、プリアンプ２゜２′ならびに上り下り切替スイ
ッチ３は従来の装置と同様の構成である。

受信コイル１，１′で受信された軌道回路進入信号は軌
道回路の種別による周波数の如何に拘らず、すべて直接
、パルス変換回路６に入力される。

ただしトロリー線切替信号用以外の軌道回路進入信号が
上述により分岐されたために生ずる減衰の有無は以下に
述べるようにこの装置の目的作用に何等支障ない。

パルス変換回路６においては軌道回路進入信号の入力時
点で所定幅のパルスを発生し、該パルスにより時間幅測
定回路７′に内蔵されるカウンタが動作を開始する。

したがって切替信号に相当する軌道回路進入信号はもち
ろん、それ以外の軌道回路進入信号によっても該カウン
タの動作は開始する。

ついで区分セクション判別回路１２において切替終了時
点でストップ信号が作成されてストップ信号入力端子８
に与えられ、その時点で該カウンタの動作が停止して、
そのデータを出力する。

この出力は表示回路９に直ちに表示されるほか、１１に
示すデータ処理装置に入力され、前回値との比較、異常
値の判定、統計処理など種々の演算が行なわれる。

以上において、もし時間幅測定回路γ中のカウンタの動
作開始後一定時間内にストップ信号が入力しないときは
、その時間中カウンタは自走して一定時間後に自ら停止
してデータをクリヤし、この場合のデータは無効として
出力しない。

このような方式であるため、この装置に用いるストップ
信号としては、トロリー線区分セクションにおける切替
終了時点に発生したものに限られ、その確実性が重要で
ある。

なお、上述した一定時間の長さは任意に定めることがで
きるが、新幹線においてはトロリー線切替総合時間は通
常約２秒で極めて例外の場合約８秒のものがあるが、こ
の実施例ではそれらの２秒もしくは８秒以上の値をとり
１０秒と定めている。

一方隣接する区分セクションの間隔は十分長くて列車が
一つの区分セクションから次の区分セクションに走行し
て到達するに要する時間は１０秒より遥かに太き（、測
定がオーバラップして誤測定を招くことはありえない。

次にストップ信号をうる方法について述べる。

区分セクション判別回路１２は要するに確実なストップ
信号が出力されるものであることが必要で、これについ
ては上記した特許願のトロリー線切替時間測定装置の一
部を共通に利用することができる。

このような共通利用を行なうことは回路の簡略化のため
にも有効である。

以下その概要を説明する。

既に述べたように、列車が区分セクションに進入して切
替スイッチが動作するとき、瞬時の間、区分セクション
のトロリー線は無加圧となるが、この間車両が有する主
電動機または補助電動機の回転継続により逆起電力が生
ずる。

これによりパンタグラフ系統には切替前と同相の電圧が
加わり、またパンタグラフ系統の一部回路には逆相の電
流が流れる。

このような位相状態の電圧および電流は無加圧時間中継
続し、切替終了とともに復旧する。

前記特許願はこのような無加圧時間中に電流の位相が反
転することを利用して無加圧時間を測定せんとするもの
であるが、さらに測定の安定確実性を増すために、無加
圧時間中のある一定時間幅内において電流の位相反転を
検定することにより切替セクションであるや否やを確認
して、データの有効、無効を判別する方式をとっている
。

以下図によってこれを説明する。

第３図は前記特許願のうちの１つ（昭和 年 月
日出願特願昭 号）におけるトロリー線切替
無加圧時間測定装置の実施例の主要部を示すブロック図
で、第４図は第３図に対するタイムチャートチする。

第３図において１３はパンタグラフ系統を表わし、これ
に接続された電圧変成器１４および電流変成器１５によ
り、それぞれ電圧、電流がかえられる。

第４図において波形ａは電圧を波形すは電流を示し、切
替無加圧時間は（ｔｌｌ−ｔ２／）間である。

第３図の１６および１７はいづれも低域フィルタ、倍
回路および帯域フィルタなどよりなる回路網で、これ
らにより電圧、電流波形は所要の逓倍波が与えられる。

第４図の波形Ｃおよびｄはそれぞれえられた電圧、電流
の２倍調波を示す。

１８，１９は波形整形回路で、これらより電圧、電流の
２倍調波はいづれも矩形化され、第４図の波形ｅおよび
ｆとなる。

２０は位相検知回路で波形ｅと波形ｆの位相が反転して
いるとき動作して各矩形波の終期に反転パルスを発生す
る。

これを第４図波形ｇに示す。

いま第４図に示すｔｌｌの時点で切替無加圧となると、
位相検知回路２０は最初の反転パルスｔ１ を切替開始
パルスとしてスタートパルス回路２１に与え、この時点
でスタートパルスがスタートパルス回路２１より時間幅
測定回路２３に送出され、時間幅測定回路２３に内蔵さ
れているカウンタの動作が開始する。

ついで第４図に示すｔ２１の時点で切替が終了すると位
相検知回路２０は最後の反転パルスｔ２ とストップパ
ルス回路２２に与え、ストップパルス回路２２より出力
されるストップパルスにより該カウンタを停止し、デー
タが２４で示す表示回路に出力される。

２５は電圧振幅変化検知回路で、パンタグラフ系統１３
の電圧の振幅変化を検知して切替無加圧時間の開始およ
び終了信号をえて、上述の電流位相検知方式と同様に無
加圧時間の測定を可能とするものであり、この実施例で
は電流位相検知方式と併用して、それらのいづれの信号
によっても切替開始（スタートパルス）および切替終了
（ストップパルス）が可能な方式として、切替無加圧時
間測定を失することがないこととしている。

このような方式により測定洩れは十分防止できるが、反
面離線現象および車両内に存在する雑音などにより誤動
差する機会が増加する。

これに対して第３図の２６に示す有効、無効判別回路が
重要な働きをする。

位相検知回路２０でえられた反転パルスｇは有効、無効
判別回路２６に与えられており、一方時間幅測定回路２
３ではカウンタ回路を用いて、適当に定められた時間幅
の判別用信号を発生し、これを有効、無効判別回路２６
に与える。

判別用信号は第４図りに示される。判別用信号りの時間
中に定められた数だけ反転パルスが存在する（第４図波
形ｇに示す）ことを条件に、存在するときは有効、無効
判別回路２６は有効信号を時間幅測定回路２３に送出し
、カウンタは動作を継続してストップパルスにより停止
し以下既に述べたとおりである。

もし上述の時間中に反転パルスが存在しないときは有効
、無効判別回路２６は無効信号を時間幅測定回路２３に
送出し、カウンタは動作を停止してデータはクリヤされ
、データの出力は行なわれない。

この場合、判別信号りの時間幅（ｔ３−ｔ４）は離線、
雑音隋書現象などを考慮して適当に定めることができ切
替無加圧時間の測定は信頼性の甚だ高いものかえられる
。

以上述べたトロリー線切替時間測定装置の一部を利用す
れば、この発明における区分セクション判別回路１２は
容易に構成することができる。

例えば時間幅測定回路２３において、有効データに対す
るストップパルスのみをとり出すように回路を構成すれ
ば、このパルスをそのままこの発明のストップ信号とし
て用いることができる。

この場合は当初に述べたようにトロリー線切替時間測定
装置の一部を共通利用することとなるのである。

以上述べたようにこの発明によれば、従来のトロリー線
切替総合時間測定装置に用いられた帯域フィルタ、増幅
器などを全（必要とせず、またパルス変換回路の数を減
少することができるので回路構成が非常に簡略化され、
費用が低減できるばかりでなく、障害の減少、離線現象
、雑音隋書による誤動作を防止し、安定確実な測定を行
なうことができ、さらに信頼性ある測定データによりコ
ンピュータによるリアルタイム処理を円滑可能とする装
置を提供することができるなどの効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のトロリー線切替総合時間測定装置のブロ
ック系統図、第２図は本発明に係る装置の一実施例を示
すブロック系統図、第３図は別途の特許願によるトロリ
ー線切替時間測定装置の主要部を示すブロック図、第４
図は第３図に対するタイムチャートである。 １．１′・・・・・・受信コイル、２，２′・・・・・
・プリアンプ、計・・・・・上り下り切替スイッチ、４
・・・・・・帯域フィルタ、５・・・・・・増幅器、６
・・・・・・パルス変換回路、７゜７′・・・・・・時
間幅測定回路、８・・・・・・ストップ信号入力端子、
９・・・・・・表示回路、１０・・・・・・トロリー線
無加圧時間測定装置、１１・・・・・・データ処理装置
、１２・・・・・・区分セクション判別回路、１３・・
・・・・パンタグラフ系統、１４・・・・・・電圧変成
器、１５・・・・・・電流変成器、１６，１７・・・・
・・回路網、１８，１９・・・・・・波形整形回路、２
０・・・・・・位相検知回路、２１・・・・・・スター
トパルス回路、２２・・・・・・ストップパルス回路、
２３・・・・・・時間幅測定回路、２４・・・・・・表
示回路、２５・・・・・・電圧振幅変化検知回路、２６
・・・・・・有効、無効判別回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 軌道回路に対する受信コイルと、該受信コイルに受
   信された軌道回路進入信号を入力することによりパルス
   を発生するパルス変換回路と、該パルスが入力すること
   により内蔵するカウンタが動作を開始する時間幅測定回
   路およびトロリー線電圧に対する電圧変成器、電気検測
   車の主電動機回路の電流に対する電流変成器ならびに該
   電圧変成器の出力電圧と該電流変成器の出力電流の位相
   差を検知する位相検知回路と、トロリー線の区分セクシ
   ョンにおける切替終了時点においてストップ信号を出力
   するトロリー線区分セクション判別回路とにより構成さ
   れたものであって、上記ストップ信号をカウント動作中
   の上記時間幅測定回路に入力することにより上記カウン
   タの動作を停止して、該時間幅測定回路の測定データす
   なわちトロリー線切替総合時間の測定値を出力表示する
   ことができ、かつ上記軌道回路進入信号の入力時点よ１
   り一定時間以内に上記ストップ信号が上記時間幅測定
   回路に入力しないときは、上記カウンタはリセットされ
   て上記時間幅測定回路から測定データが出力されないこ
   とを特徴とするトロリー線切替総合時間測定装置。