特開 2024-37052 軌道回路監視システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024037052

(43)【公開日】2024-03-18

(54)【発明の名称】軌道回路監視システム

(51)【国際特許分類】

   B61L 1/18 20060101AFI20240311BHJP

   B61L 3/08 20060101ALI20240311BHJP

   B61L 23/04 20060101ALI20240311BHJP

   H04J 13/00 20110101ALI20240311BHJP

【ＦＩ】

B61L1/18 Z

B61L3/08 A

B61L23/04

H04J13/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022141691

(22)【出願日】2022-09-06

(71)【出願人】

【識別番号】000004651

【氏名又は名称】日本信号株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100181146

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 啓

(74)【代理人】

【識別番号】100109221

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 充広

(72)【発明者】

【氏名】小川 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】坪島 宏和

(72)【発明者】

【氏名】金子 貴志

(72)【発明者】

【氏名】菅原 淳

【テーマコード（参考）】

5H161

【Ｆターム（参考）】

5H161AA01

5H161BB02

5H161CC13

5H161DD02

5H161FF02

5H161FF05

5H161FF07

5H161GG02

5H161GG11

5H161GG21

(57)【要約】

【課題】軌道回路についての保守作業の必要性を的確に判定し、保守作業の軽減等を図ることができる軌道回路監視システムを提供すること。
【解決手段】軌道回路監視システム１００は、軌道回路２Ｔの送信器Ｓ２であって、軌道回路２Ｔに関する監視情報を、列車検知信号ＴＤｓに重畳させて送信する地上側送信部ＧＳと、地上側送信部ＧＳから送信された監視情報を含む列車検知信号ＴＤｓを受信する列車側受信部ＲＥと、を備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軌道回路の送信器であって、軌道回路に関する監視情報を列車検知信号に重畳させて送信する地上側送信部と、
前記地上側送信部から送信された監視情報を含む列車検知信号を受信する列車側受信部と
を備える軌道回路監視システム。

【請求項2】

軌道回路の受信器であって、自己に関する監視情報を前記地上側送信部に伝送する地上側受信部を備え、
前記地上側送信部は、自己に関する監視情報とともに、前記地上側受信部から伝送された前記受信器に関する監視情報を、列車検知信号に重畳する、請求項１に記載の軌道回路監視システム。

【請求項3】

前記地上側送信部は、監視情報として、故障予兆の情報又は故障情報を送信する、請求項１及び２のいずれか一項に記載の軌道回路監視システム。

【請求項4】

前記地上側送信部は、ＰＮ符号を利用した列車検知信号において、ＰＮ符号の組合せにより監視情報を重畳する、請求項１に記載の軌道回路監視システム。

【請求項5】

前記列車側受信部は、ＡＴＳ車上子又は受電器を構成する受信アンテナにより、レールに流れている監視情報を含む列車検知信号を受信する、請求項１に記載の軌道回路監視システム。

【請求項6】

前記列車側受信部は、前記受信アンテナで取得した情報から、列車検知信号に含まれる監視情報を検出する監視情報検出部を有し、
前記列車側受信部は、前記受信アンテナで取得した情報を、前記ＡＴＳ車上子又は受電器の設備から、前記監視情報検出部に出力する、請求項５に記載の軌道回路監視システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、軌道回路の監視に適用する軌道回路監視システムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、軌道回路装置に関する技術として、保守作業について言及しているものが知られている（特許文献１参照）。

【0003】

しかしながら、上記特許文献１では、例えば保守作業の軽減等を行うための具体的手法といったことに関する開示が無い。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－１５６２５７号公報

【発明の概要】

【0005】

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、軌道回路についての保守作業の必要性を的確に判定し、保守作業の軽減等を図ることができる軌道回路監視システムを提供することを目的とする。

【0006】

上記目的を達成するための軌道回路監視システムは、軌道回路の送信器であって、軌道回路に関する監視情報を列車検知信号に重畳させて送信する地上側送信部と、地上側送信部から送信された監視情報を含む列車検知信号を受信する列車側受信部とを備える。

【0007】

上記軌道回路監視システムでは、軌道回路に関する監視情報が重畳された列車検知信号を、列車側受信部において受信することで、例えば、軌道回路についての保守作業の必要性を判定するために必要な情報を、列車側において簡易かつ確実に収集可能となることで、保守作業の軽減等を図ることができる。

【0008】

本発明の具体的な側面では、軌道回路の受信器であって、自己に関する監視情報を地上側送信部に伝送する地上側受信部を備え、地上側送信部は、自己に関する監視情報とともに、地上側受信部から伝送された受信器に関する監視情報を、列車検知信号に重畳する。この場合、軌道回路の送信器及び受信器に関する監視情報を、地上側送信部を介して、列車側受信部に受信させることができる。

【0009】

本発明の別の側面では、地上側送信部は、監視情報として、故障予兆の情報又は故障情報を送信する。この場合、軌道回路の故障状況について列車側において簡易かつ確実に収集可能となる。

【0010】

本発明のさらに別の側面では、地上側送信部は、ＰＮ符号を利用した列車検知信号において、ＰＮ符号の組合せにより監視情報を重畳する。この場合、簡易な構成であっても的確な情報収集が可能となる。

【0011】

本発明のさらに別の側面では、列車側受信部は、ＡＴＳ車上子又は受電器を構成する受信アンテナにより、レールに流れている監視情報を含む列車検知信号を受信する。この場合、列車側において確実に監視情報を含む列車検知信号を受信できる。

【0012】

本発明のさらに別の側面では、列車側受信部は、受信アンテナで取得した情報から、列車検知信号に含まれる監視情報を検出する監視情報検出部を有し、列車側受信部は、受信アンテナで取得した情報を、ＡＴＳ車上子又は受電器の設備から、監視情報検出部に出力する。この場合、列車検知信号に含まれる監視情報を、確実に出力できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】（Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施形態の軌道回路監視システムについて説明するための概念的な側面図及び平面図である。

【図2】（Ａ）及び（Ｂ）は、軌道回路監視システムについて説明するための概念的な側面図及び平面図である。

【図3】一の軌道回路の送信器と、一の軌道回路に隣接する他の軌道回路の受信器とについての一構成例を概念的に示すブロック図である。

【図4】（Ａ）及び（Ｂ）は、列車検知信号の送受信に際して取り扱われるＰＮ符号について一例を示す概念図である。

【図5】（Ａ）及び（Ｂ）は、軌道回路の送信器と受信器とにおける内部での動作について説明するためのブロック図である。

【図6】列車上に設けた装置について一例を説明するための概念的な側面図である。

【図7】（Ａ）～（Ｃ）は、車上子による列車検知信号の受信について一例を説明するための概念図である。

【図8】受電器による列車検知信号の受信について一例を説明するための概念図である。

【図9】軌道回路監視システムの特徴事項について簡潔に説明するための概念的な側面図である。

【図10】第２実施形態の軌道回路監視システムについて説明するための概念的な側面図である。

【図11】第３実施形態の軌道回路監視システムについて説明するための概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

〔第１実施形態〕
以下、図１等を参照して、第１実施形態の軌道回路監視システムについて、一例を説明する。図１（Ａ）は、本実施形態の軌道回路監視システム１００について説明するための概念的な側面図であり、図１（Ｂ）は、概念的な平面図である。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）では、一の軌道回路（軌道回路２Ｔ）に列車ＴＲが在線している場合を例示している。一方、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に対応するものとなっており、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）では、列車ＴＲが在線していない場合における軌道回路監視システム１００についての側面図及び平面図が示されている。なお、各図において、＋Ｘ方向が列車ＴＲの進行方向である、すなわち±Ｘ方向が軌道回路の延びる方向であり、±Ｙ方向が列車ＴＲの左右方向（水平方向）であり、±Ｚ方向が列車ＴＲの上下方向（垂直方向）であるものとする。

【0015】

軌道回路監視システム１００は、地上側に設けた地上側装置５０と、車上側（列車ＴＲ側）に設けた車上側装置７０とで構成されている。

【0016】

まず、軌道回路監視システム１００のうち、地上側装置５０は、各軌道回路１Ｔ，２Ｔ，３Ｔ…に対応して設けられる列車検知装置１Ｄ，２Ｄ，３Ｄ…で構成されている。各列車検知装置１Ｄ，２Ｄ，３Ｄ…は、一対構成の送信器及び受信器で構成されている。図の一例では、主に、軌道回路２Ｔに対応して設けられた列車検知装置２Ｄとして、一対構成の送信器Ｓ２及び受信器Ｒ２が設けられている箇所を示している。すなわち、図示において、送信器Ｓ２と受信器Ｒ２とは、列車検知装置２Ｄとして機能すべく、軌道回路２Ｔ上における２本のレールＲＬを介して列車検知信号ＴＤｓの送受信を行う。

【0017】

以下、地上側装置５０によるレールＲＬを介した列車検知信号ＴＤｓの送受信による在線・非在線の確認の動作について一例を説明する。例えば、図２（Ａ）に示すように、列車ＴＲ（図１参照）が在線していない場合には、図２（Ｂ）において破線で示すように、列車検知信号ＴＤｓに相当する電流（交流電流）が送信器Ｓ２から出力され、これが軌道回路２Ｔを構成するレールＲＬを介して受信器Ｒ２において所定レベル以上の信号として受信されることで、軌道回路２Ｔにおける列車非在線を検知する。

【0018】

これに対して、図１（Ａ）に示すように、列車ＴＲが在線している場合には、図１（Ｂ）において破線で示すように、列車検知信号ＴＤｓに相当する電流（交流電流）が送信器Ｓ２から出力されても、２本のレールＲＬ上に在線する列車ＴＲの車輪ＷＬにより短絡されて、受信器Ｒ２において所定レベル以上の受信がなされないことにより、軌道回路２Ｔにおける列車在線が検知される。

【0019】

上記のような態様において、本実施形態では、送信器Ｓ２から出力される列車検知信号ＴＤｓに、軌道回路２Ｔ等に関する監視情報（軌道回路を構成する送信器や受信器の動作に異常等が無いかを監視した結果としての情報）を重畳させ、さらに、監視情報を含む列車検知信号ＴＤｓを列車ＴＲ側において受信する、すなわち車上側装置７０において受信することで、例えば、軌道回路２Ｔ等についての保守作業の必要性を判定するために必要な情報を、列車ＴＲ側において簡易かつ確実に収集可能としている。これにより、保守作業の軽減等を図ることができる。

【0020】

ここで、図示の一例では、軌道回路１Ｔとこれに隣接する軌道回路２Ｔとの境界ＢＤ１及びその付近において、一の軌道回路である軌道回路２Ｔの送信器Ｓ２と、軌道回路２Ｔに隣接する他の軌道回路である軌道回路１Ｔの受信器Ｒ１とが、１つの器具箱Ｂ１２に収納されている。送信器Ｓ２は、器具箱Ｂ１２に収納されている受信器Ｒ１から、受信器Ｒ１に関する監視情報を受け付けるものとなっている。これにより、送信器Ｓ２は、自身に関する監視情報すなわち送信器Ｓ２（軌道回路２Ｔ）に関する監視情報のみならず、受信器Ｒ１（軌道回路１Ｔ）に関する監視情報を、列車検知信号ＴＤｓに重畳させることが可能となっている。また、他の軌道回路の境界においても同様であり、例えば軌道回路２Ｔとこれに隣接する軌道回路３Ｔとの境界ＢＤ２においては、軌道回路２Ｔの受信器Ｒ２と軌道回路３Ｔの送信器Ｓ３とが、１つの器具箱Ｂ２３に収納されており、送信器Ｓ３は、受信器Ｒ２からの受信器Ｒ２に関する監視情報を受け付けている。

【0021】

以上において、例えば、軌道回路２Ｔの送信器である送信器Ｓ２は、地上側送信部ＧＳとして、軌道回路２Ｔに関する監視情報を列車検知信号ＴＤｓに重畳させて送信する。一方、軌道回路１Ｔの受信器である受信器Ｒ１は、自己に関する監視情報を地上側送信部ＧＳである送信器Ｓ２に伝送する地上側受信部ＧＲとして機能する。上記の場合、地上側送信部ＧＳである送信器Ｓ２は、自己に関する監視情報とともに、地上側受信部ＧＲである受信器Ｒ１から伝送された受信器Ｒ１に関する監視情報を、列車検知信号ＴＤｓに重畳するものとなっている。なお、上記のような関係は、地上側送信部ＧＳとしての送信器Ｓ３と地上側受信部ＧＲとしての受信器Ｒ２との間においても、同様となっている。

【0022】

車上側装置７０は、レールＲＬ上を電気信号（交流電流）として流れる列車検知信号ＴＤｓ（重畳された監視情報を含む）について、受信可能とすべく、受信設備等を有しており、さらに、受信した列車検知信号ＴＤｓに重畳されている監視情報を抽出し、これを外部へ送信可能な構成となっている。なお、車上側装置７０には、上記受信設備等として、地上側送信部ＧＳである送信器（例えば送信器Ｓ２）から送信された監視情報を含む列車検知信号ＴＤｓを受信する列車側受信部ＲＥが設けられているものとする。なお、列車側受信部ＲＥについては、車上側装置７０の一部と捉えることも可能であるが、車上側装置７０全体をもって、列車側受信部ＲＥと捉えるものとしてもよい。車上側装置７０から、すなわち列車ＴＲの側から外部に向けて送信される監視情報を、例えば設備点検を行う中央管理装置（図示略）等において受け取ることで、地上側装置５０が設置された現場に向かうことなく、鉄道設備の管理側において、地上側装置５０の監視情報を取得することが可能となる。なお、車上側装置７０の詳しい一構成例については、図６を参照して後述する。

【0023】

以下、図３として示すブロック図を参照して、上述した器具箱（例えば器具箱Ｂ１２）の一構成例について、すなわち送信器（例えば送信器Ｓ２）と受信器（例えば受信器Ｒ１）とに関する一構成例について、より詳細に説明する。

【0024】

まず、図示のように、器具箱Ｂ１２に収納されているもののうち、送信器Ｓ２は、ＣＰＵ等で構成される主制御部１２ｓと、各種センサーで構成されて装置各部のセンシングを行うセンサー部２２ｓと、各種駆動動作を行う駆動部３２ｓと、記憶部であるメモリ４２ｓと、各種データの授受を行う伝送部５２ｓとを備える。このほか、送信器Ｓ２は、列車検知信号ＴＤｓの出力に際して出力信号の変調を行う変調部６２ｓを備える。

【0025】

主制御部１２ｓは、各部と接続され、駆動部３２ｓにおける各種動作の制御等を担う。一方、センサー部２２ｓは、駆動部３２ｓ等における各種動作の状況についてセンシングを行い、検出結果を主制御部１２ｓに出力する。主制御部１２ｓは、センサー部２２ｓからの検出結果をメモリ４２ｓに格納するとともに、検出結果から各部の動作が正常なものとなっているか等の判定をすることで、自身の動作正常性を監視する監視部として機能する。ここでは、主制御部１２ｓは、検出結果を予め定めた各種閾値と比較して、各部が故障していることを示すものとなっているか、あるいは故障する予兆を示すものとなっているかについて、判定可能となっているものとする。主制御部１２ｓは、故障を示しているあるいは故障する予兆を示すものとなっている場合には、これらをメモリ４２ｓの所定領域において、送信器側故障情報・故障予兆情報として格納する。送信器側故障情報・故障予兆情報は、自身に関する監視情報として取り扱われる。伝送部５２ｓは、各種データについて外部との授受を行うための接続装置であり、ここでは、器具箱Ｂ１２に収納されている受信器Ｒ１から送信される各種データを受け付ける。なお、受け付けたデータは、メモリ４２ｓの所定領域に格納される。

【0026】

一方、器具箱Ｂ１２に収納されているもののうち、受信器Ｒ１は、送信器Ｓ２と同様の構成として、送信器Ｓ２の主制御部１２ｓと、センサー部２２ｓと、駆動部３２ｓと、メモリ４２ｓと、伝送部５２ｓとにそれぞれ対応するものとして、主制御部１１ｒと、センサー部２１ｒと、駆動部３１ｒと、メモリ４１ｒと、伝送部５１ｒとを備える。すなわち、受信器Ｒ１は、主制御部１１ｒの制御下で各部が動作し、メモリ４１ｒにおいて、受信器Ｒ１の各部についての故障を示しているあるいは故障する予兆を示すデータである受信器側故障情報・故障予兆情報が、所定領域に格納されている。伝送部５１ｒは、受信器側故障情報・故障予兆情報を、自身に関する監視情報として、送信器Ｓ２に対して送信する。

【0027】

送信器Ｓ２において、主制御部１２ｓは、伝送部５２ｓで受け付けた受信器Ｒ１からの受信器側故障情報・故障予兆情報を、メモリ４２ｓに格納する。

【0028】

送信器Ｓ２の主制御部１２ｓは、メモリ４２ｓに格納した送信器側故障情報・故障予兆情報と、受信器側故障情報・故障予兆情報とに基づいて、列車検知信号ＴＤｓに重畳させる監視情報を決定し、変調部６２ｓにおいて、列車検知信号ＴＤｓに決定した監視情報を重畳させつつ変調を行い、外部への信号出力を行う。

【0029】

以下、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）を参照して、列車検知信号ＴＤｓに監視情報を重畳するための信号処理に関して一例を説明する。

【0030】

上記一例の説明に先立って、まず、一般に、列車検知信号を用いた在線確認においては、耐ノイズ性向上のため、ディジタル変調信号を列車検知信号として軌道回路に使用する例が増えてきており、その中でもＰＳＫ信号を列車検知信号として軌道回路に送信するものが知られている。これを踏まえた上で、本実施形態では、特にＰＳＫ信号を列車検知信号として送信するものの一例として、ＰＮ符号を新たな態様で使用する。

【0031】

従来、列車検知信号として連続したＰＮ符号の電文を送信器から出力し、受信器で復号して符号列の一致を識別し、さらに受信レベルが閾値以上という２つの条件が成立すれば、その軌道回路においては、列車非在線であるものとしていた。すなわち、従来においては、列車検知のためのみに、ＰＮ符号が使用されていた。これに対して、本実施形態では、ＰＮ符号の位相を最大限利用することで、上述したような列車検知信号ＴＤｓとしてのみならず、地上側装置５０の状態監視情報すなわち送信器Ｓ２等や受信器Ｒ１，Ｒ２等に関する監視情報を収集・伝達できるようにしている。

【0032】

図４（Ａ）は、本実施形態において使用するＰＮ符号による列車検知信号ＴＤｓの一例を示すものであり、図示の一例では、アドレスとデータとを、それぞれ４ビットずつの情報量をもたせるものとし、合計８ビットを一単位としている。このため、８ビットごとに区切りを設けている。これらの点において、従来の連続したＰＮ符号の電文と異なっている。このうち、データについては、図４（Ｂ）に示すように、４つの連なるＰＮ符号の位相を、正相（ＰＮ）の場合には「１」、逆相（ＰＮにアンダーバーを付したもの）の場合には「０」を割り付けることで、１６通りの組合せ、つまり１６種類の情報とすることができる。なお、図示の一例では、１６種類の情報のうち、８つを受信器側故障及び故障予兆の種別を示すものとして利用し、残りの８つを送信器側故障及び故障予兆の種別を示すものとして利用している。つまり、１６種類の故障及び故障予兆の情報について対応するＩＤが予め付与されている（対応付けられている）。また、アドレスについては、どの軌道回路かを識別するものとして利用すべく、軌道ＩＤが付与されている。以上により、各軌道回路における装置の故障や、故障予兆（劣化）に関する監視結果の伝送が可能となっている。より具体的には、ＰＮ符号の正相１フレームを故障監視データの「１」、ＰＮ符号の逆相１フレームを故障監視データの「０」に割り当て、受信側でその相関値検出をすることにより、故障監視データの「１」、故障監視データの「０」を検出する、といった態様にできる。

【0033】

以下、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）として示すブロック図を参照して、上記のような列車検知信号ＴＤｓの生成や、検出における動作について一例を説明する。なお、図５（Ａ）は、軌道回路２Ｔの送信器Ｓ２における動作について説明するための図であり、図５（Ｂ）は、軌道回路２Ｔの受信器Ｒ２における動作について説明するための図である。

【0034】

まず、図５（Ａ）に示すように、送信器Ｓ２のうち、ＣＰＵ等で構成される主制御部１２ｓでは、図４を参照して例示したような軌道回路のアドレス（４ビット）と各装置の故障及び故障予兆のデータ（４ビット）を合成した合成データ（８ビット）が作成される、すなわちこれに対応するＰＮ符号の組合せが選択される。主制御部１２ｓは、該当する合成データＳＤを、変調部６２ｓの送信信号発生部（列車検知信号発生部）ＳＧに出力する。すなわち、変調部６２ｓは、送信信号発生部ＳＧにおいて選択された組合せのＰＮ符号を、列車検知信号ＴＤｓとして発生させ、増幅器ＡＭにおいて増幅させて、軌道回路２Ｔ上のレールＲＬに出力する。以上により、列車検知信号ＴＤｓに監視情報が重畳されたものが出力されることになる。

【0035】

ここで、図５（Ａ）のうち、状態監視部としてのセンサー部２２ｓは、破線矢印ＡＲ１で示すように、例えば変調部６２ｓを構成する各部についてセンシングを行った結果を受け付け、これを破線矢印ＡＲ２で示すように、主制御部１２ｓに対して検出結果として出力している。主制御部１２ｓは、このようなセンサー部２２ｓにおけるセンシングの結果に基づいて、装置を構成する各部における故障あるいは故障の予兆を判定し、判定結果に応じた故障及び故障予兆のデータ（４ビット）すなわち故障及び故障予兆ＩＤ（状態監視結果）を選択している。

【0036】

以上のように、地上側送信部ＧＳである送信器Ｓ２は、ＰＮ符号を利用した列車検知信号ＴＤｓにおいて、ＰＮ符号の組合せにより監視情報を重畳するものとなっている。

【0037】

一方、図５（Ｂ）に示すように、受信器Ｒ２は、駆動部３２ｒとして、信号検出を行うべく、トランスＴＳや、バンドパスフィルターＦＬ１、１ビット遅延を行う回路ＤＥ、相関検出器ＣＤ１、ローパスフィルターＦＬ２等を備え、駆動部３２ｒにおける検出結果に基づき、主制御部１２ｒにおいて、在線確認を行う。すなわち、受信器Ｒ２は、送信器Ｓ２からの列車検知信号ＴＤｓを軌道回路２Ｔ上のレールＲＬから受け取ると、駆動部３２ｒを構成する上記各部において処理を行い、所定レベル以上の信号として受信されれば、軌道回路２Ｔにおいて列車非在線とし、所定レベル以上の受信がなされなければ、列車在線として取り扱う。なお、以上のように、従来の連続のＰＮ符号を用いる場合と異なり、ＰＮ符号の位相が正相であるものと逆相であるものとが種々のパターン（１６種類×１６種類）を取り得る場合であっても、ディジタルデータとしてのＰＮ符号についての検出がなされてその値が所定レベル以上となっていれば、列車非在線であり、そうでなければ、列車在線であるものとできる点においては、従来と同様の列車検知ができている。

【0038】

以下、図６として示す概念的な側面図を参照して、列車ＴＲ上に設けた装置である車上側装置７０について、一構成例を説明する。図示の一例では、地上に設置された地上子（図示略）からＡＴＳ信号を受け取るためのＡＴＳ受信器７０Ｘに設けられているＡＴＳ車上子７１を構成する受信アンテナ７１ａを利用して（援用して）、レールＲＬに流れている監視情報を含む列車検知信号ＴＤｓを受信する態様となっている。すなわち、ＡＴＳ車上子７１又は受信アンテナ７１ａが、列車検知信号ＴＤｓを受信する列車側受信部ＲＥとして、あるいはその一部として機能している。

【0039】

上記構成では、車上側装置７０は、ＡＴＳ車上子７１（受信アンテナ７１ａを）を含むＡＴＳ受信器７０Ｘと、監視情報受信器７０Ｙとを備え、ＡＴＳ受信器７０Ｘの受信アンテナ７１ａにおいて受信した列車検知信号ＴＤｓを分岐して監視情報受信器７０Ｙに対して出力し、これを受けた監視情報受信器７０Ｙにおいて列車検知信号ＴＤｓから監視情報を抽出することで、保守作業の必要性を判定するために必要な情報の習得が可能となっている。

【0040】

このため、監視情報受信器７０Ｙは、トランス等のほか、例えば、ＤＳＰ（digital signal processor）等で構成される信号処理部７１Ｙや、ＣＰＵ等で構成されるデータ処理部７２Ｙ等を備え、受信アンテナ７１ａにおいて受信した各種信号中から列車検知信号ＴＤｓを捉えるとともに、これから監視情報を抽出し、その内容すなわち装置の故障あるいは故障の予兆の内容について取り出す。なお、上記構成において、例えば、信号処理部７１Ｙは、各種信号中から列車検知信号ＴＤｓを取り出すべく、フィルターＦＦや、列車検知信号ＴＤｓを復調するためのＰＳＫ復調部ＤＤ、さらに相関検出器ＣＤ２等で構成されている。また、データ処理部７２Ｙは、上記のうち、例えば故障あるいは故障の予兆に関するデータの判別を行う。すなわち、抽出された監視情報としてのデータ（８ビット）に基づいて、軌道回路のＩＤからどの軌道回路かを特定し、かつ、故障あるいは故障の予兆の種別を特定する。また、監視情報受信器７０Ｙには、上記のほか、例えば、外部へ送信するための無線機やアンテナで構成される送信部７３Ｙや、データ処理部７２Ｙを送信部７３Ｙに接続するためのインターフェース部ＩＦｙ等が設けられている。データ処理部７２Ｙは、併せて、送信部７３Ｙに送信するデータ（送信データ）の作成を担うものとしてもよい。

【0041】

以上のように、監視情報受信器７０Ｙにおいて、列車検知信号ＴＤｓに含まれる監視情報が抽出され、さらに、抽出された監視情報が、列車ＴＲの外部に向けて送信可能となっている。

【0042】

以上の場合、列車側受信部ＲＥとしての車上側装置７０において、監視情報受信器７０Ｙは、受信アンテナ７１ａで取得した情報から、列車検知信号ＴＤｓに含まれる監視情報を検出する監視情報検出部として機能し、この際、前提として、車上側装置７０は、受信アンテナ７１ａで取得した情報を、ＡＴＳ車上子７１から、監視情報検出部としての監視情報受信器７０Ｙに出力するものとなっている。

【0043】

なお、ＡＴＳ受信器７０Ｘについては、トランス等のほか、例えば、ＤＳＰ等で構成される信号処理部７１Ｘや、ブレーキ制御装置７２Ｘ等で構成され、信号処理部７１Ｘに設けたフィルターＦＦｘや、ＡＴＳ情報判別部ＪＤｘにより、地上子（図示略）からＡＴＳ情報信号ＡＴＳ信号を受信するとともに、これについての判別を行って、判別結果に応じたブレーキ制御が、ブレーキ制御装置７２Ｘにおいて行われる。この際、列車検知信号ＴＤｓとＡＴＳ信号とでは周波数帯域が異なっていることで、車上側において分離が可能となっており、それぞれの信号処理回路に入力され、それぞれの情報を識別される。すなわち、列車検知信号ＴＤｓによる影響を受けないように構成されている。

【0044】

以下、図７（Ａ）～図７（Ｃ）を参照して、上記のようなＡＴＳ車上子７１の受信アンテナ７１ａを利用した列車検知信号ＴＤｓの受信の様子について、一例を説明する。図７（Ａ）は、２本のレールＲＬとＡＴＳ車上子７１あるいは受信アンテナ７１ａとの位置関係を示す概念図である。図示において、２本のレールＲＬの仮想的な中心位置ＣＯから同心円状に沿って磁力線ができるように、列車検知信号ＴＤｓとして流れる交流電流による磁界が発生するものと捉えることとし、その様子を（図面向かって右側のみ）同心円状の破線で示している。これに対して、図７（Ｂ）は、この時に（列車ＴＲが軌道回路に在線している時に）、列車検知信号ＴＤｓとして流れる交流電流の様子を示しており、図１（Ｂ）に対応する図となっている。また、図７（Ｃ）は、比較対象として、列車ＴＲが軌道回路に在線していない時の交流電流の様子を示している。図７（Ａ）に示すように、ＡＴＳ車上子７１あるいは受信アンテナ（ループコイル）７１ａは、左右に並ぶ２本のレールＲＬの上方において、これらの中間的な位置に配置されていることが想定される。この場合、２本のレールＲＬには、既述のように列車検知信号ＴＤｓとしての交流電流が流れており、その変化に伴い、受信アンテナ（ループコイル）７１ａにおいて、受信アンテナ（ループコイル）７１ａにおいて誘導電流が発生することで、列車検知信号ＴＤｓが列車側において捉えられることになる。この際、図７（Ｂ）に示すように、列車ＴＲの車輪ＷＬにより短絡されているため、流れる電流量は、図７（Ｃ）に示す列車ＴＲが非在線である場合と比べて多くなっている。これにより、当該電流量は、受信アンテナ７１ａによって列車検知信号ＴＤｓを検知できるのに十分な程度となっている。

【0045】

また、上記一例では、ＡＴＳ車上子７１を利用した場合について説明したが、これ以外に、図８に示す一例のように、受電器ＣＣの設備を利用する（援用する）態様とすることも考えられる。なお、受電器ＣＣは、２本のレールＲＬの直近上方に位置し、レールＲＬに対応する２つで一組の構成となっていることで、電車としての列車ＴＲにおける帰線電流の影響を相殺できるものとなっている。なお、この場合も、図７を参照して説明した場合と同様に、列車ＴＲの車輪ＷＬにより短絡されていることで、列車検知信号ＴＤｓとしての交流電流は、列車検知信号ＴＤｓを検知できるのに十分な電流量となっている。

【0046】

以下、図９として示す概念的な側面図を参照して、軌道回路監視システム１００の各種事項のうち、特徴事項の一部について簡略化して説明する。図示のように、軌道回路監視システム１００は、軌道回路ｎＴの送信器Ｓｎであって、軌道回路ｎＴに関する監視情報ＭＩを列車検知信号ＴＤｓに重畳させて送信する地上側送信部ＧＳと、地上側送信部ＧＳから送信された監視情報ＭＩを含む列車検知信号ＴＤｓを受信する列車側受信部ＲＥとを備えている。以上のような軌道回路監視システム１００では、軌道回路ｎＴに関する監視情報ＭＩが重畳された列車検知信号ＴＤｓを、列車側受信部ＲＥにおいて受信することで、例えば、軌道回路ｎＴについての保守作業の必要性を判定するために必要な情報を、列車ＴＲ側において簡易かつ確実に収集可能となる。これにより、例えば装置の故障が発生してしまって、列車の運行を止めた上で保守員を現場に向かわせる、といった事態が生じることを回避あるいは低減できるので、保守作業の軽減等が図られるものとなる。

【0047】

従来では、例えば上記各部とは別途に設けられている継電連動装置等において検知される事項等の間接的な事項から故障等の発生が判明するように、継電連動装置等と管理装置とを結びつけた構成とし、本構成において故障等の発生が確認された場合に、現場に作業員が向かわせること等により対処がなされていた。これに対して、本実施形態では、列車検知信号ＴＤｓに監視情報ＭＩとして、装置各部の故障予兆の情報又は故障情報を重畳させ、これを地上側送信部ＧＳから送信し、列車検知信号ＴＤｓを、列車側受信部ＲＥで受信する構成としている。これにより、地上車上間での故障予兆の情報又は故障情報の授受が可能となり、従来における故障発生の対処のような事態が生じることを回避又は低減させ、さらに、予兆保全を行うことが可能となっている。また、準備として、継電連動装置等との結び付け等を行う必要もない。

【0048】

〔第２実施形態〕
以下、図１０を参照して、第２実施形態の軌道回路監視システム１００について説明する。図１０は、図６に対応する図であり、車上側装置７０における列車検知信号ＴＤｓの受信態様を除いて、第１実施形態の場合と同様であるので、軌道回路監視システム１００全体に関する説明や図示を省略する。

【0049】

本実施形態では、監視情報受信器７０Ｙにおいて、列車検知信号ＴＤｓを受信するための専用アンテナＡＴｙを設け、ＡＴＳ受信器７０ＸにおけるＡＴＳ車上子７１（受信アンテナ７１ａを）を利用しない構成としている点において、第１実施形態の場合と異なっている。この場合、監視情報受信器７０ＹがＡＴＳ受信器７０Ｘとは別個独立して列車検知信号ＴＤｓの受信を行うため、ＡＴＳ受信器７０Ｘからの列車検知信号ＴＤｓの分岐も不要となる。

【0050】

〔第３実施形態〕
以下、図１１を参照して、第３実施形態の軌道回路監視システム１００について説明する。本実施形態では、監視情報の列車検知信号ＴＤｓへの重畳態様を除いて、他の実施形態と同様であるので、軌道回路監視システム１００全体に関する説明や図示を省略する。

【0051】

本実施形態では、例えば送信器Ｓ２において重畳された受信器Ｒ１及び送信器Ｓ２に関する監視情報ＭＩ２を、受信器Ｒ２において受け付け、送信器Ｓ３において、受信器Ｒ２及び送信器Ｓ３に関する監視情報に受信器Ｒ１及び送信器Ｓ２に関する監視情報ＭＩ２を加えたものを監視情報ＭＩ３として列車検知信号ＴＤｓへ重畳させる。さらに、監視情報ＭＩ３を受信器Ｒ２において受け付ける、といったことを繰り返すことで、例えば、図示のように、列車ＴＲが送信器Ｓ５から列車検知信号ＴＤｓを受けると、受信器Ｒ１～Ｒ４及び送信器Ｓ２～Ｓ５までについての監視情報ＭＩ５により各設備の状況を一括で受け取ることができる。

【0052】

〔その他〕
この発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。

【0053】

まず、上記において、ＰＮ符号を利用したデータとして、軌道回路のアドレス（４ビット）と故障及び故障予兆のデータ（４ビット）を合成した合成データ（８ビット）が作成されるものとしているが、取り扱われるデータ等については、構成可能な範囲において、種々の態様とすることができる。

【0054】

また、上記では、車上において列車検知信号ＴＤｓから監視情報を抽出する等しているが、取得した情報の解析処理をどこで行うかについては、上記に限らず、種々の態様が想定され、例えば、車上においては、受信した列車検知信号ＴＤｓに関する解析を行わず、そのまま管理側へ出力して、管理側において列車検知信号ＴＤｓから監視情報を抽出する処理を行う態様とする、といったことも可能である。

【0055】

また、上記において、故障あるいは故障の予兆として取り上げるべき事項については、様々な態様が想定され、例えば、受信器（受信器Ｒ１等）や送信器（送信器Ｓ２等）について対象となる情報としては、動作電源電圧の値の低下や、受信周期エラーのカウンタ値等が想定される。これらについて、例えば予め定めた所定値以下となったり、所定回数を超えたりした場合に故障と判断することが考えられる。また、例えば上記カウンタ値が所定回数に達しなくても、１度でもカウントされた場合には、故障の予兆とみなして、その旨を出力する、といった態様とすることも考えられる。

【符号の説明】

【0056】

１Ｄ，２Ｄ，３Ｄ…列車検知装置、１Ｔ，２Ｔ，３Ｔ，ｎＴ…軌道回路、１１ｒ，１２ｒ，１２ｓ…主制御部、２１ｒ，２２ｓ…センサー部、３１ｒ，３２ｒ，３２ｓ…駆動部、４１ｒ，４２ｓ…メモリ、５０…地上側装置、５１ｒ，５２ｓ…伝送部、６２ｓ…変調部、７０…車上側装置、７０Ｘ…ＡＴＳ受信器、７０Ｙ…監視情報受信器、７１…ＡＴＳ車上子、７１Ｘ，７１Ｙ…信号処理部、７１ａ…受信アンテナ、７２Ｘ…ブレーキ制御装置、７２Ｙ…データ処理部、７３Ｙ…送信部、１００…軌道回路監視システム、ＡＭ…増幅器、ＡＲ１…破線矢印、ＡＴｙ…専用アンテナ、Ｂ１２，Ｂ２３…器具箱、ＢＤ１，ＢＤ２…境界、ＣＣ…受電器、ＣＤ１，ＣＤ２…相関検出器、ＣＯ…中心位置、ＤＤ…ＰＳＫ復調部、ＤＥ…回路、ＦＦ，ＦＦｘ…フィルター、ＦＬ１…バンドパスフィルター、ＦＬ２…ローパスフィルター、ＧＲ…地上側受信部、ＧＳ…地上側送信部、ＩＦｙ…インターフェース部、ＪＤｘ…ＡＴＳ情報判別部、ＭＩ，ＭＩ２，ＭＩ３…監視情報、Ｒ１～Ｒ４…受信器、Ｓ２～Ｓ５，Ｓｎ…送信器、ＳＤ…合成データ、ＳＧ…送信信号発生部（列車検知信号発生部）、ＴＤｓ…列車検知信号、ＴＲ…列車、ＴＳ…トランス、ＷＬ…車輪

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】