特許 7407376 軌道回路送受信機および軌道回路受信機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-21

(45)【発行日】2024-01-04

(54)【発明の名称】軌道回路送受信機および軌道回路受信機

(51)【国際特許分類】

   B61L 1/18 20060101AFI20231222BHJP

   B61L 23/16 20060101ALI20231222BHJP

【ＦＩ】

B61L1/18 Z

B61L23/16 Z

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2019204455

(22)【出願日】2019-11-12

(65)【公開番号】P2021075193

(43)【公開日】2021-05-20

【審査請求日】2022-10-31

(73)【特許権者】

【識別番号】000207470

【氏名又は名称】大同信号株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】517251812

【氏名又は名称】株式会社社会システム開発研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100106345

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 香

(72)【発明者】

【氏名】寺田 貴行

(72)【発明者】

【氏名】南 亮吉

(72)【発明者】

【氏名】松脇 康之

(72)【発明者】

【氏名】布施 卓也

(72)【発明者】

【氏名】中村 英夫

(72)【発明者】

【氏名】中村 洋子

【審査官】上野 力

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－２２５１９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１８９４５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－００２２７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２１３３１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３２８５３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０６－０６７２５１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平１０－２６４８２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２４６２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１５７６２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６１Ｌ １／１８

Ｂ６１Ｌ ２３／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１軌道回路区間と軌道回路境界と第２軌道回路区間とが連なる有絶縁軌道回路への装着に際して前記第１軌道回路区間のうち前記軌道回路境界寄り部位に接続される受信部と、前記有絶縁軌道回路への装着に際して前記第２軌道回路区間のうち前記軌道回路境界寄り部位に接続される送信部とを備えた軌道回路送受信機において、
前記受信部から前記送信部へ情報を伝達しうる越境伝達手段が設けられており、前記受信部が前記第１軌道回路区間から第１軌道回路信号を受信すると前記越境伝達手段を介して前記送信部へ前記第１軌道回路信号に基づく情報を伝達するようになっており、その伝達情報に応じて前記送信部が前記第２軌道回路区間へ第２軌道回路信号を送出するようになっており、前記第１軌道回路信号の伝送時期と前記第２軌道回路信号の伝送時期とに所定の時間差が確保されるようになっており、前記第１軌道回路信号について途中と後との何れか一方または双方に信号送出の無い無信号時期が確保されているものとして前記無信号時期における前記第１軌道回路信号の受信状態に基づいて前記軌道回路境界の絶縁破壊状態を判別する判定手段が設けられていることを特徴とする軌道回路送受信機。

【請求項2】

第１軌道回路区間と軌道回路境界と第２軌道回路区間とが連なる有絶縁軌道回路への装着に際して前記第１軌道回路区間のうち前記軌道回路境界寄り部位に接続される軌道回路受信機において、
前記第１軌道回路区間から第１軌道回路信号を受信すると、前記有絶縁軌道回路への装着に際して前記第２軌道回路区間のうち前記軌道回路境界寄り部位に接続される送信部へ情報を伝達しうる越境伝達手段を介して前記送信部へ前記第１軌道回路信号に基づく情報を伝達するとともに、前記第１軌道回路信号について途中と後との何れか一方または双方に信号送出の無い無信号時期が確保されているものとして前記無信号時期における前記第１軌道回路信号の受信状態に基づいて前記軌道回路境界の絶縁破壊状態を判別するようになっていることを特徴とする軌道回路受信機。

【請求項3】

前記送信部が、前記第２軌道回路信号について途中と後との何れか一方または双方に信号送出の無い無信号時期を確保するようになっている、ことを特徴とする請求項１記載の軌道回路送受信機。

【請求項4】

前記判定手段が、前記第１軌道回路信号の送信開始を特定しうる周期開始波形が前記第１軌道回路信号に含まれているものとして前記無信号時期に前記周期開始波形が検出されたときに絶縁破壊が生じていると判定するようになっている、ことを特徴とする請求項１又は請求項３に記載された軌道回路送受信機。

【請求項5】

第１軌道回路区間と軌道回路境界と第２軌道回路区間とが連なる有絶縁軌道回路への装着に際して前記第１軌道回路区間のうち前記軌道回路境界寄り部位に接続される受信部と、前記有絶縁軌道回路への装着に際して前記第２軌道回路区間のうち前記軌道回路境界寄り部位に接続される送信部とを備えた軌道回路送受信機において、
前記受信部から前記送信部へ情報を伝達しうる越境伝達手段が設けられており、前記受信部が前記第１軌道回路区間から第１軌道回路信号を受信すると前記越境伝達手段を介して前記送信部へ前記第１軌道回路信号に基づく情報を伝達するようになっており、その伝達情報に応じて前記送信部が前記第２軌道回路区間へ第２軌道回路信号を送出するようになっており、前記第１軌道回路信号にも前記第２軌道回路信号にもその送信開始を特定しうる周期開始波形が含まれるようになっており、前記第１軌道回路信号の伝送時期と前記第２軌道回路信号の伝送時期とに所定の時間差が確保されるようになっており、前記第１軌道回路信号に前記第２軌道回路信号を前記時間差だけずらして重畳させると両信号の周期開始波形が壊れることなく残存し続けるようになっているものとして前記第１軌道回路信号に前記周期開始波形が複数個検出されたときに絶縁破壊が生じていると判定する判定手段が設けられている、ことを特徴とする軌道回路送受信機。

【請求項6】

前記判定手段が、前記第１軌道回路信号の受信状態について前記無信号時期に無信号を超える信号が検出されたときに絶縁破壊が生じていると判定するようになっている、ことを特徴とする請求項１又は請求項３に記載された軌道回路送受信機。

【請求項7】

前記判定手段によって絶縁破壊が生じていると判定された後に前記受信部が前記第１軌道回路信号の次の第１軌道回路信号を受信したとき、前記送信部が前記第２軌道回路信号の次の第２軌道回路信号の送出を控えるとともに、前記の次の第１軌道回路信号について絶縁破壊が検出されなければ前記判定手段が絶縁破壊が生じていたと確定するようになっている、ことを特徴とする請求項４乃至請求項６の何れか一項に記載された軌道回路送受信機。

【請求項8】

前記無信号時期が前記第１軌道回路信号の途中に確保されており、前記時間差が前記無信号時期の時間長より短く且つ前記第１軌道回路信号の始期から前記無信号時期の始期までの時間より長くなっていることを特徴とする請求項１，３，４，６の何れか一項に記載された軌道回路送受信機。

【請求項9】

前記第１軌道回路信号と、前記時間差だけ遅らせた前記第２軌道回路信号とについて、前記無信号時期の部位には偽の論理値を割り当てそれ以外の時期の部位には真の論理値を割り当てて対応時期毎に論理積をとると、その論理値が総ての時期で偽になるという関係が成立するようになっている、ことを特徴とする請求項８記載の軌道回路送受信機。

【請求項10】

前記受信部の接続先と前記送信部の接続先とを交換する接続先交換手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項３乃至９の何れか一項に記載された軌道回路送受信機。

【請求項11】

前記接続先交換手段の作動指示を含んだ前記第１軌道回路信号を前記受信部が受信するとそれに応じて前記接続先交換手段が作動するようになっていることを特徴とする請求項１０記載の軌道回路送受信機。

【請求項12】

前記接続先交換手段が、前記作動指示に係る前記受信部の受信時から前記送信部の送信完了まで、前記作動指示に応じた接続先交換を遅らせるようになっていることを特徴とする請求項１１記載の軌道回路送受信機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、レールに接続されて軌道回路を構成する送受信機（軌道回路送受信機）に関し、そのうちの受信部分を特定した受信機（軌道回路受信機）にも関する。
詳しくは、列車検知機能などの標準的な機能を発揮することに加えて、有絶縁軌道回路の境界部分（軌条絶縁）に係る絶縁破壊状態をも検出することができる軌道回路送受信機および軌道回路受信機に関する。
さらには、運転方向が各線毎に固定している複線区間と異なり運転方向が列車運行状況に応じて切り替わる単線区間に対して適用することができる軌道回路送受信機および軌道回路受信機にも関する。

【背景技術】

【0002】

列車の在線を検知する軌道回路は（例えば非特許文献１参照）、信号灯器の制御に用いられるが、列車密度や運転速度向上のために多現示化が進んでいる。この中でＲ、Ｙ、Ｇの３現示を制御する場合、３値の状態が取れる二元三位式軌道回路を用いることで、前方（列車進行方向と同じ方向・軌道回路信号伝送とは逆方向）にある軌道回路の情報を通信用の別回線で取得することなく信号灯器の制御を行うことが可能となっていた（例えば非特許文献２参照）。これに対し、４現示、５現示、６現示といった多現示化が進むと、そのような多現示の色灯信号機の制御には、二元三位式軌道回路でも、情報伝送能力が不足するため、前方軌道回路（列車進行方向の軌道回路）の情報を別回線にて取得するために、それなりのコストを掛けて通信用ケーブルを敷設することなどが行われている。

【0003】

また、列車の在線を検知する軌道回路には、軌道回路境界のレールに絶縁パッドが介挿されて多数の軌道回路区間に区分けされている有絶縁軌道回路が多いが、そのような有絶縁軌道回路の場合、絶縁パッドが破損したり、鉄粉によって絶縁が劣化したりして、完全な又は或る程度以上の絶縁破壊が生じると、隣接する軌道回路の信号電流が回り込んで、正確な列車検知ができなくなってしまう。このようにレール絶縁の破壊は運転阻害に結び付くため、その検出が望まれている。

【0004】

そして、その対策として、送信する軌道回路信号に情報を付加するなどといった幾つかの発明がなされている。例えば、周波数の異なる複数の搬送波や列車検知信号を用いることで絶縁破壊を検出するものや（例えば特許文献１，２参照）、送信先の軌道回路を特定する軌道回路識別番号を含む軌道回路信号を用いることで絶縁破壊を検出するもの（例えば特許文献３参照）、分岐器を含む軌道回路に対して番線情報を含む軌道回路信号を用いることで絶縁破壊を検出するものが知られている（例えば特許文献４参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開昭５８－６６３７０号公報

【文献】特開平９－２２７０号公報

【文献】特開２００１－２１３３１４号公報

【文献】特開２００５－１４５０８９号公報

【文献】特開平１０－１５７６２２号公報

【非特許文献】

【0006】

【文献】社団法人日本鉄道電気技術協会「鉄道電気技術者のための信号概論 軌道回路」改訂版２刷発行、平成１７年５月２０日、ｐ．３－５

【文献】社団法人日本鉄道電気技術協会「鉄道電気技術者のための信号概論 軌道回路」改訂版２刷発行、平成１７年５月２０日、ｐ．６４

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

既述した多現示の色灯信号機の制御については、軌道回路信号に情報を付加する手法を踏襲しつつも具体的な改造を施すことにより、別回線を追設しなくても４現示以上の信号灯器の制御を行うことができる。例えば、列車の在線する軌道回路から数えた順番に対応した情報を含んだ軌道回路信号を一連の軌道回路が送信するようにしたうえで、それぞれの軌道回路の処理部が、受信した軌道回路信号の順番情報から＋１といった演算等にて自軌道回路の順番情報を得て、その順番情報に対応した信号現示の灯器制御出力を行うとともに、その順番情報を後続の軌道回路に伝達する、といった比較的簡便な改造を施すことにより、別回線が無くても４現示以上の信号灯器を適切に制御することができる。

【0008】

しかしながら、有絶縁軌道回路の絶縁破壊の検知については、軌道回路を識別する目的の周波数やコードといった情報を軌道回路信号に付加することは、送信部が複雑となるばかりではなく、絶縁破壊を検知するための受信部も複雑化する。具体的には、周波数の複数化では（例えば特許文献１，２参照）、バンドパスフィルタの増設などが伴う。また、特定情報の付加では（例えば特許文献３，４参照）、特定情報を抽出する手段や抽出可否等に応じた判別手段などが装備されるが、自軌道回路とその混信元の隣の軌道回路とに係る軌道回路信号の送受信タイミングについて規定が無いことから、混信の態様が複雑なので、特定情報の抽出手段や判別手段も検出精度を高めるほど複雑になりがちである。

【0009】

特に、軌道回路識別番号や番線情報といった固定情報のデータ伝送でなく又はそれだけでなく、列車位置情報や色灯信号機制御向け多現示情報といった可変情報のデータ伝送をも軌道回路信号にて行う場合（例えば特許文献５参照）、軌道回路用の送受信機について更なる複雑化を招くことになる。
そこで、軌道回路信号の送受信にて内容可変情報のデータ伝送に加えて軌道回路の絶縁破壊の検知も的確に行える軌道回路用機器をなるべく簡素な構成で実現することが第１技術課題となる。

【0010】

また、単線線区において駅間に軌道回路を設け複数の列車侵入を許容する単線自動閉そくＡ方式においては、運転方向に応じて軌道回路信号の送受信を切り替えねばならず、そのために駅間に単線方向回線という制御用の回線を必要としていたところ、多現示情報のデータ伝送も軌道回路信号にて行うことで単線方向回線を不要にしたものもあるが（例えば特許文献５参照）、これも周波数および受信機の複数化を伴ううえ、その適用対象が無絶縁軌道回路であり、有絶縁軌道回路は適用外である。
そこで、運転方向切替を要する単線運転の線区に敷設された有絶縁軌道回路に適用できるようにすることが第２技術課題となる。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の軌道回路送受信機は（解決手段１）、上述した第１技術課題を解決するために創案されたものであり、
第１軌道回路区間と軌道回路境界と第２軌道回路区間とが連なる有絶縁軌道回路への装着に際して前記第１軌道回路区間のうち前記軌道回路境界寄り部位に接続される受信部と、前記有絶縁軌道回路への装着に際して前記第２軌道回路区間のうち前記軌道回路境界寄り部位に接続される送信部とを備えた軌道回路送受信機において、
前記受信部から前記送信部へ情報を伝達しうる越境伝達手段が設けられており、前記受信部が前記第１軌道回路区間から第１軌道回路信号を受信すると前記越境伝達手段を介して前記送信部へ前記第１軌道回路信号に基づく情報を伝達するようになっており、その伝達情報に応じて前記送信部が前記第２軌道回路区間へ第２軌道回路信号を送出するようになっており、前記第１軌道回路信号の伝送時期と前記第２軌道回路信号の伝送時期とに所定の時間差が確保されるようになっており、前記第１軌道回路信号について途中と後との何れか一方または双方に信号送出の無い無信号時期が確保されているものとして前記無信号時期における前記第１軌道回路信号の受信状態に基づいて前記軌道回路境界の絶縁破壊状態を判別する判定手段が設けられていることを特徴とする。

【0012】

また、本発明の軌道回路受信機は（解決手段２）、上記の軌道回路送受信機から第１技術課題の解決に大きく寄与する受信部や判定手段を抽出して特定したものであり、
第１軌道回路区間と軌道回路境界と第２軌道回路区間とが連なる有絶縁軌道回路への装着に際して前記第１軌道回路区間のうち前記軌道回路境界寄り部位に接続される軌道回路受信機において、
前記第１軌道回路区間から第１軌道回路信号を受信すると、前記有絶縁軌道回路への装着に際して前記第２軌道回路区間のうち前記軌道回路境界寄り部位に接続される送信部へ情報を伝達しうる越境伝達手段を介して前記送信部へ前記第１軌道回路信号に基づく情報を伝達するとともに、前記第１軌道回路信号について途中と後との何れか一方または双方に信号送出の無い無信号時期が確保されているものとして前記無信号時期における前記第１軌道回路信号の受信状態に基づいて前記軌道回路境界の絶縁破壊状態を判別するようになっていることを特徴とする。

【0013】

さらに、本発明の軌道回路送受信機は（解決手段３）、上記解決手段１の軌道回路送受信機であって、
前記送信部が、前記第２軌道回路信号について途中と後との何れか一方または双方に信号送出の無い無信号時期を確保するようになっている、ことを特徴とする。

【0014】

また、本発明の軌道回路送受信機は（解決手段４）、上記解決手段１，３の軌道回路送受信機であって、
前記判定手段が、前記第１軌道回路信号の送信開始を特定しうる周期開始波形が前記第１軌道回路信号に含まれているものとして前記無信号時期に前記周期開始波形が検出されたときに絶縁破壊が生じていると判定するようになっている、ことを特徴とする。

【0015】

また、本発明の軌道回路送受信機は（解決手段５）、上記解決手段４の軌道回路送受信機から、無信号時期の確保という要件を削除して代わりの要件を付加したものであり、
第１軌道回路区間と軌道回路境界と第２軌道回路区間とが連なる有絶縁軌道回路への装着に際して前記第１軌道回路区間のうち前記軌道回路境界寄り部位に接続される受信部と、前記有絶縁軌道回路への装着に際して前記第２軌道回路区間のうち前記軌道回路境界寄り部位に接続される送信部とを備えた軌道回路送受信機において、
前記受信部から前記送信部へ情報を伝達しうる越境伝達手段が設けられており、前記受信部が前記第１軌道回路区間から第１軌道回路信号を受信すると前記越境伝達手段を介して前記送信部へ前記第１軌道回路信号に基づく情報を伝達するようになっており、その伝達情報に応じて前記送信部が前記第２軌道回路区間へ第２軌道回路信号を送出するようになっており、前記第１軌道回路信号にも前記第２軌道回路信号にもその送信開始を特定しうる周期開始波形が含まれるようになっており、前記第１軌道回路信号の伝送時期と前記第２軌道回路信号の伝送時期とに所定の時間差が確保されるようになっており、前記第１軌道回路信号に前記第２軌道回路信号を前記時間差だけずらして重畳させると両信号の周期開始波形が壊れることなく残存し続けるようになっているものとして前記第１軌道回路信号に前記周期開始波形が複数個検出されたときに絶縁破壊が生じていると判定する判定手段が設けられている、ことを特徴とする。

【0016】

また、本発明の軌道回路送受信機は（解決手段６）、上記解決手段１，３の軌道回路送受信機であって、
前記判定手段が、前記第１軌道回路信号の受信状態について前記無信号時期に無信号を超える信号が検出されたときに絶縁破壊が生じていると判定するようになっている、ことを特徴とする。

【0017】

また、本発明の軌道回路送受信機は（解決手段７）、上記解決手段４～６の軌道回路送受信機であって、
前記判定手段によって絶縁破壊が生じていると判定された後に前記受信部が前記第１軌道回路信号の次の第１軌道回路信号を受信したとき、前記送信部が前記第２軌道回路信号の次の第２軌道回路信号の送出を控えるとともに、前記の次の第１軌道回路信号について絶縁破壊が検出されなければ前記判定手段が絶縁破壊が生じていたと確定するようになっている、ことを特徴とする。

【0018】

また、本発明の軌道回路送受信機は（解決手段８）、上記解決手段１，３，４，６，７の軌道回路送受信機であって、
前記無信号時期が前記第１軌道回路信号の途中に確保されており、前記時間差が前記無信号時期の時間長より短く且つ前記第１軌道回路信号の始期から前記無信号時期の始期までの時間より長くなっていることを特徴とする。

【0019】

また、本発明の軌道回路送受信機は（解決手段９）、上記解決手段８の軌道回路送受信機であって、
前記第１軌道回路信号と、前記時間差だけ遅らせた前記第２軌道回路信号とについて、前記無信号時期の部位には偽の論理値を割り当てそれ以外の時期の部位には真の論理値を割り当てて対応時期毎に論理積をとると、その論理値が総ての時期で偽になるという関係が成立するようになっている、ことを特徴とする。

【0020】

また、本発明の軌道回路送受信機は（解決手段１０）、上記解決手段１，３～９の軌道回路送受信機であって、
前記受信部の接続先と前記送信部の接続先とを交換する接続先交換手段が設けられていることを特徴とする。

【0021】

また、本発明の軌道回路送受信機は（解決手段１１）、上記解決手段１０の軌道回路送受信機であって、
前記接続先交換手段の作動指示を含んだ前記第１軌道回路信号を前記受信部が受信するとそれに応じて前記接続先交換手段が作動するようになっていることを特徴とする。

【0022】

また、本発明の軌道回路送受信機は（解決手段１２）、上記解決手段１１の軌道回路送受信機であって、
前記接続先交換手段が、前記作動指示に係る前記受信部の受信時から前記送信部の送信完了まで、前記作動指示に応じた接続先交換を遅らせるようになっていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0023】

このような本発明の軌道回路送受信機（解決手段１）及び軌道回路受信機（解決手段２）にあっては、越境伝達手段等を設けたことにより、第１軌道回路区間から受信した第１軌道回路信号に基づいて第２軌道回路信号を作成しそれを隣の第２軌道回路区間へ送信することが可能になるので、個々の軌道回路区間の中に限定されていた軌道回路の情報伝達機能が、一連の軌道回路区間に亘るものにまで拡張される。
しかも、同一内容の単純な伝達に限られず、越境時に伝達内容を改変することも可能なので、情報伝達機能を質的に高めることもできる。さらに、受信部（第１受信部）と送信部（第２送信部）とで同期をとることも可能になる。

【0024】

そして、その同期機能を利用して第１軌道回路信号の伝送時期と第２軌道回路信号の伝送時期とに所定の時間差が確保されるとともに、他の軌道回路送信機（第１送信部）によって第１軌道回路区間へ送信される第１軌道回路信号について無信号時期が確保されているものとして、その無信号時期における第１軌道回路信号の受信状態に基づいて軌道回路境界の絶縁破壊状態が判別されるようにしたことにより、軌道回路境界の絶縁破壊による第２軌道回路信号の漏れ電流が第１軌道回路信号に混入する量が例え僅かなものであっても、更には検出手法が簡便なものであっても、その漏れ電流による不所望な信号混入を的確に検出することができる。

【0025】

なお、所定の時間差は、第１軌道回路信号の無信号時期の一部または全部に対して第２軌道回路信号の有信号時期（信号送出の有る時期）が重なるような値になっていれば良く、その値がデータ設定などで受信部の動作に反映されるようになっていれば受信部の具体化にも足りるので、受信部も送信部も簡素な構成や手段で具現化することができる。
したがって、この発明によれば、軌道回路信号の送受信にて内容可変情報のデータ伝送に加えて軌道回路の絶縁破壊の検知も的確に行える軌道回路用機器をかなり簡素な構成で実現することができ、第１技術課題が解決される。

【0026】

また、本発明の軌道回路送受信機にあっては（解決手段３）、受信対象の第１軌道回路信号だけでなく送信対象の第２軌道回路信号についても無信号時期が確保されるようにしたことにより、第２軌道回路とその先の軌道回路（第３軌道回路）との軌道回路境界に係る絶縁破壊の検知についても、簡素な構成を踏襲しつつ絶縁破壊検知の的確化に資することができる。

【0027】

さらに、本発明の軌道回路送受信機にあっては（解決手段４）、周期開始波形が無信号時期に検出されたときに絶縁破壊が生じていると判定するようにしたことにより、一回の情報伝達には一つしか含まれないはずの周期開始波形が複数個ふくまれていたときには、絶縁破壊による第２軌道回路信号の第１軌道回路信号への回り込みが起きていると想定されるので、高い確度で絶縁破壊が検出される。

【0028】

また、本発明の軌道回路送受信機にあっては（解決手段５）、前記第１軌道回路信号に前記第２軌道回路信号を前記時間差だけずらして重畳させると両信号の周期開始波形が壊れることなく存続し続けるようになっているという条件を導入したことにより、無信号時期を確保するという要件が不要になる。

【0029】

また、本発明の軌道回路送受信機にあっては（解決手段６）、無信号を超える信号が無信号時期に検出されたときに絶縁破壊が生じていると判定するようにしたことにより、絶縁破壊の程度が小さい状況でも絶縁破壊を検出することができるので、絶縁破壊の早期検出や予兆検出にも役立つ。

【0030】

また、本発明の軌道回路送受信機にあっては（解決手段７）、第２軌道回路信号が絶縁破壊によって第１軌道回路区間へ漏れ伝わって第１軌道回路信号に混入したと判定された状況では、その漏れの主な原因と見なされる第２軌道回路信号の送出を次の段階では控えたうえで混入の有無ひいては絶縁破壊の有無を調べるようにもしたことにより、混入と漏れ伝達とが関連しているのか否かが現象面から把握されることから、絶縁破壊の検出確度が向上するので、絶縁破壊の可能性が高い状態を的確に捉えて正確な判定を下すことができる。

【0031】

また、本発明の軌道回路送受信機にあっては（解決手段８）、無信号時期が第１軌道回路信号の途中に確保されるようにしたことにより、所定の時間差を第１軌道回路信号の全長より短くすることができるので、第１軌道回路区間から第２軌道回路区間への情報伝達に係る遅延時間が短縮され、情報伝達機能に係る伝送速度の低下が抑制される。さらに、所定の時間差が第１軌道回路信号の始期から無信号時期の始期までの時間より長く且つ第１軌道回路信号の始期から無信号時期の終期までの時間より短くなるようにもしたことにより、第１軌道回路信号の無信号時期の少なくとも一部には第２軌道回路信号の有信号時期が重なるので、無信号時期を第１軌道回路信号の途中に入れても構成の複雑化を招くことなく的確に第２軌道回路信号の第１軌道回路信号への混入を検出することができる。

【0032】

また、本発明の軌道回路送受信機にあっては（解決手段９）、時間差を反映した第１軌道回路信号と第２軌道回路信号との論理積が全時間に亘って偽になるようにしたことにより、両信号は何れもどの信号部分についても一方の有信号時期の信号部分が他方の無信号時期に対応することになることから、軌道回路境界に絶縁破壊が生じて第２軌道回路信号が第１軌道回路区間に回り込んで第１軌道回路信号に混入したときでも、第１軌道回路信号に込められた伝達情報は、第２軌道回路信号の無信号時期に配置されていて、第２軌道回路信号混入の影響を受けないので、例えば無信号時期の情報を無視するといった簡便な処理でも上記伝達情報を的確に抽出することができるので、絶縁破壊の程度が小さいときに限らず大きくなったときでも情報伝達機能を維持することができる。

【0033】

また、本発明の軌道回路送受信機にあっては（解決手段１０）、受信部が信号機の点灯制御に関わるような場合は情報伝達機能を発揮する送信部と受信部とを軌道回路区間に接続するに際して列車進入側に送信部を接続するとともに列車進出側に受信部を接続することになるが、受信部と送信部との接続先を交換可能にしたことにより、軌道回路信号の伝送方向を反転することが可能になるので、列車進行方向の変更が発生する単線運転の軌道回路区間に対しても一組の軌道回路送受信機で済ませることができる。
したがって、この発明によれば、運転方向切替を要する単線運転の線区に敷設された有絶縁軌道回路にも適用でき、第１技術課題に加えて第２技術課題も解決される。

【0034】

また、本発明の軌道回路送受信機にあっては（解決手段１１）、軌道回路の情報伝達機能を利用して接続先交換手段を作動させうるようにしたことにより、ハードウェアの増設負担が無いか有っても軽微なので、単線運転の線区へも容易に適用することができる。
特に解決手段９を引用する軌道回路送受信機にあっては、情報伝達機能の維持能力が優れているので、情報伝達機能を利用しても稼働率の低下を的確に防ぐことができる。

【0035】

また、本発明の軌道回路送受信機にあっては（解決手段１２）、先行する受信についてだけでなく、後続する送信についても、伝送が完了して初めて接続先交換が実行されるようにしたことにより、第１軌道回路区間ばかりか第２軌道回路区間についても情報伝達を損なうことなく的確な接続先交換がなされる。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】本発明の実施例１について、軌道回路送受信機および軌道回路受信機の構造を示し、（ａ）が、レールの軌道回路区間それぞれに軌道回路送受信機を付設して構成した一連の軌道回路に係るブロック図、（ｂ）が、そのうち一つの軌道回路送受信機に係るブロック図である。

【図2】各軌道回路信号の波形例である。

【図3】一連の軌道回路における信号伝送状態を示すタイムチャートである。

【図4】（ａ），（ｂ）いずれも絶縁破壊の有無を反映した波形図である。

【図5】本発明の実施例２について、各軌道回路信号の波形例である。

【図6】一連の軌道回路における信号伝送状態を示すタイムチャートである。

【図7】（ａ）が隣り合った軌道回路区間のうち前段の軌道回路区間に送信された信号波形例、（ｂ）が隣り合った軌道回路区間のうち後段の軌道回路区間に送信された信号波形例、（ｃ）が上記の前段の軌道回路区間で受信された信号波形例である。

【図8】本発明の実施例３について、絶縁破壊の影響の少ない信号波形例を論理値で表したものである。

【図9】本発明の実施例４について、単線の軌道に適した軌道回路送受信機および軌道回路受信機の構造を示し、（ａ）が、レールの軌道回路区間それぞれに軌道回路送受信機を付設して構成した一連の軌道回路に係るブロック図、（ｂ）が、そのうち一つの軌道回路送受信機に係るブロック図である。

【図10】（ａ）が運転方向切替の無いときの軌道回路信号の波形例、（ｂ）が運転方向切替に応じた接続先交換手段の作動指示を含んだ軌道回路信号の波形例である。

【図11】（ａ）が運転方向切替の無いときの軌道回路信号の波形例、（ｂ）が運転方向切替に応じた接続先交換手段の作動指示を含んだ軌道回路信号の波形例である。

【発明を実施するための形態】

【0037】

このような本発明の軌道回路送受信機および軌道回路受信機について、これを実施するための具体的な形態を、以下の実施例１～４により説明する。
図１～４に示した実施例１は、上述した解決手段１～３，６，７（出願当初の請求項１～３，６，７）を具現化したものであり、図５～７に示した実施例２は、上述した解決手段４～６，８（出願当初の請求項４～６，８）を具現化したものであり、図８に示した実施例３は、上述した解決手段９（出願当初の請求項９）を具現化したものであり、図９～１１に示した実施例４は、上述した解決手段１０～１２（出願当初の請求項１０～１２）を具現化したものである。

【0038】

なお、それらの図示に際しては、簡明化等のため、ブロック図や信号波形図を多用している。
また、各実施例の説明において、前方や前段は、列車進行方向と同じ方向や、軌道回路信号の伝達方向と逆の方向を指すものであり、後方や後段は、列車進行方向と逆の方向や、軌道回路信号の伝達方向と同じ方向を指すものである。

【実施例1】

【0039】

本発明の軌道回路送受信機および軌道回路受信機の実施例１について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。

【0040】

図１（ａ）は、複線のうち上りのレール２を複数の軌道回路区間に区分して夫々に送信部１１と受信部１２とを付設して構成した一連の軌道回路１０，…，１０に係るブロック図であり、同図（ｂ）は、それらの軌道回路のうち前段の軌道回路１０ｋに組み込まれた受信部１２と後段の１０ｋ+1に組み込まれた送信部１１とからなる軌道回路送受信機１１＆１２にかかるブロック図である。
また、図２は、一連の軌道回路のうち軌道回路１０_１～１０_５のレール２に流れる軌道回路信号３０_１～３０_５の波形例である。さらに、図３は、それらの軌道回路信号３０_１～３０_５の信号伝送状態を示すタイムチャートである。

【0041】

軌道回路送受信機１１＆１２の付設対象であるレール２は（図１（ａ）参照）、通常は並走する一対のレールからなるが、それを例えば１ｋｍ程度で区分けすることで一連の軌道回路区間が構成される。そして、それぞれの軌道回路区間で軌道回路信号３０を伝送させたときに軌道回路信号（図１では３０ｋ+1）の漏れ電流２０が隣（特に前段）の軌道回路区間に回り込んで軌道回路信号（図１では３０ｋ）に重畳することがないように、漏れ電流２０を阻止するためのレール絶縁２ａがそれぞれの軌道回路境界に挿入されている。軌道回路送受信機１１＆１２は、そのような有絶縁軌道回路に付設されて、軌道回路信号３０を分析することにより、一般的な列車検知機能や中間信号機７（多現示式色灯信号機）の制御などに加えて、レール絶縁２ａの破壊の有無まで検出するものとなっている。

【0042】

軌道回路１０は、レール２と送信部１１と受信部１２とを組み合わせたものであり（図１（ａ）参照）、送信部１１も、受信部１２も、レール２に対して装着されるが、その際、軌道回路区間のうち軌道回路境界寄り部位である絶縁２ａの近傍でレール２に接続されて軌道回路信号を伝送し合うようになっている。しかも、その際、従来技術を踏襲して、それぞれ軌道回路区間で送信部１１が前方の軌道回路境界寄り部位に接続されるとともに受信部１２が後方の軌道回路境界寄り部位に接続されることで、一連の軌道回路１０ｎ（ｎ＝１，２，…，ｋ，…）が構成され、それぞれの区間のレール２を介して軌道回路信号３０ｎ（ｎ＝１，２，…，ｋ，…）が伝達されるものになる。

【0043】

そして、それに加えて本発明をも具現化した軌道回路送受信機１１＆１２は（図１（ｂ）参照）、軌道回路境界の絶縁２ａより前の軌道回路区間（解決手段１等の第１軌道回路区間に該当）のレール２に接続されて軌道回路信号３０（第１軌道回路信号，図１（ｂ）では軌道回路信号３０ｋ）を受信可能になっている受信部１２と、上記の軌道回路境界の絶縁２ａより後の軌道回路区間（解決手段１等の第２軌道回路区間に該当）のレール２に接続されて軌道回路信号３０（第２軌道回路信号，図１（ｂ）では軌道回路信号３０ｋ+1）を送信可能になっている送信部１１とに係るものとなっている。

【0044】

そして、後段の軌道回路区間の軌道回路信号３０ｋ+1（第２軌道回路信号）から前段の軌道回路区間の軌道回路信号３０ｋ（第１軌道回路信号）へ不所望な漏れ電流２０が回り込んだときに、軌道回路信号３０ｋ（第１軌道回路信号）が変形することに基づいて、その前後の軌道回路区間の境界の絶縁２ａに係る絶縁破壊状態を検出するようになっている。また、それには前段の受信部１２と後段の送信部１１との連携が必要なので、前段の受信部１２が第１軌道回路区間から第１軌道回路信号を受信すると越境伝達手段１７を介して後段の送信部１１へ第１軌道回路信号に基づく情報を伝達するようになっている。

【0045】

以下、各部の構成を詳述する。
先ず、軌道回路送受信機１１＆１２の送信部１１と受信部１２との間には、データ伝送ケーブルやその駆動回路などからなる越境伝達手段１７が設けられており（図１参照）、列車が在線している軌道回路区間から後方へ数えて何番目の軌道回路区間に当たるのかという順番情報などを含んだ伝達情報１８ｋが越境伝達手段１７を介して前段の受信部１２（第１軌道回路区間に接続された受信部）から後段の送信部１１（第２軌道回路区間に接続された受信部）へ情報伝達されるようになっている。

【0046】

送信部１１は、順番情報のそれぞれに対応した第ｎ軌道回路信号３０ｎ（図１（ｂ）ではｎ＝ｋ+1）の生成に資する軌道回路信号生成情報をデータ保持した軌道回路プロファイルテーブルと、該当する生成情報に基づいて適切な波形の軌道回路信号（図１（ｂ）では軌道回路信号３０ｋ+1）を生成する波形生成部とを具備している。そして、越境伝達手段１７を介して得た伝達情報１８ｋを用いて上記の軌道回路プロファイルテーブルを検索し、それで得た生成情報に基づいて軌道回路信号３０ｋ+1を生成し、それを接続先の軌道回路区間（相対的に後方の軌道回路区間）のレール２へ送信するようになっている。

【0047】

受信部１２は、上述したのと同様の軌道回路信号生成情報などを保持した軌道回路プロファイルテーブルと、その検索等を行うことで接続先の軌道回路区間（相対的に前方の軌道回路区間）のレール２から受信した軌道回路信号（図１（ｂ）では軌道回路信号３０ｋ）を分析する波形分析部と、中間信号機７の制御に際してアクセスされる情報を保持した灯器制御テーブルと、それを参照して中間信号機７に対する適切な点灯制御を行う処理部１６とを具備している。そして、波形分析部が取得した順番情報などを含めて伝達情報１８ｋを作成し、それを越境伝達手段１７経由で送信部１１へ伝達するとともに、やはり順番情報などを利用して信号機制御指示１４を作成し、それを該当箇所の中間信号機７へ送ることで中間信号機７の点灯制御等を行うようになっている。

【0048】

判定手段は、軌道回路信号３０ｋ（第１軌道回路信号）の受信状態に基づいて前段の軌道回路１０ｋと後段の軌道回路１０ｋ+1との間の軌道回路境界の絶縁２ａの破壊状態を判別するものであり、送信部１１や受信部１２とは別ユニットで設けられても良いが、図示の例ではプログラム追加等にて受信部１２の処理部１６にインストールされている。
その判定に際しては、信号送出の無い無信号時期が軌道回路信号３０ｋ（第１軌道回路信号）の途中や後に無信号時期が確保されているものとして、その無信号時期に絶縁破壊相当の信号が発現したか否かに応じて絶縁破壊の有無を判定するようになっている。

【0049】

また、無信号時期が何時なのかは、軌道回路プロファイルテーブルを参照することで分かるようにもなっている。
受信部１２や送信部１１の軌道回路プロファイルテーブルの軌道回路信号生成情報には、軌道回路信号３０ｋに係る情報として、信号送信の周期Ｔとその周期Ｔ内の情報伝搬時期Ｔａ及び無信号時期Ｔｂ（ｋが１～５の波形例について図２を参照）、受信部１２が軌道回路信号３０ｋを受信してから送信部１１が軌道回路信号３０ｋ+1を送信するまでの時間差Ｔｃ（ｋが１～５の波形例について図３を参照）などのデータが保持されている。

【0050】

本例では（図２参照）、周期Ｔが前半の情報伝搬時期Ｔａと後半の無信号時期Ｔｂとに分けられ、基本波形７０に一周期の正弦波が採用されている。
そして、周期Ｔの一伝文のフレーム５０においては、情報伝搬時期Ｔａに連続して含まれる基本波形７０の個数が列車在線の軌道回路１０_０から後方へ何番目の軌道回路なのかを示す順序情報になっており、情報伝搬時期Ｔａの後ろの無信号時期Ｔｂには基本波形７０はもとより雑音のレベルや振幅を超える信号は送出しないようになっている。また（図３参照）、軌道回路信号３０ｋの周期Ｔや情報伝搬時期Ｔａ（第１軌道回路信号の伝送時期）に対して、軌道回路信号３０ｋ+1の周期Ｔや情報伝搬時期Ｔａ（第２軌道回路信号の伝送時期）は、時間差Ｔｃ（所定の時間差）だけ遅れるようにもなっている。

【0051】

このように無信号時期Ｔｂが軌道回路信号３０ｋ（第１軌道回路信号）の後半部に確保されていることが軌道回路プロファイルテーブルから分かるので、軌道回路１０ｋの受信部１２（第１受信部）に組み込まれている判定手段は、軌道回路１０ｋの送信部１１（第１送信部，他の送信部）と交信しなくても、無信号時期Ｔｂを把握することができるものとなっている。
また、無信号時期Ｔｂに発現しうる絶縁破壊相当の信号は、要するに無信号を超える信号であり、具体的には上述したように雑音のレベルや振幅を超える信号である。その検出手法としては、情報伝搬時期Ｔａの信号に係る検出手法たとえば振幅値と閾値との大小比較にて判別するといった手法をそのまま流用しても良いが、その閾値より値の小さな別の閾値を用いるといったことで、簡便に、絶縁破壊を予兆段階で検出することもできる。

【0052】

さらに、判定手段は、受信部１２が受信した軌道回路信号３０ｋに基づいて軌道回路１０ｋと軌道回路１０ｋ+1との軌道回路境界の絶縁２ａに絶縁破壊が生じていると判定したときには、例えば軌道回路１０ｋの組み込み先の受信部１２の越境伝達手段１７を利用して、軌道回路１０ｋ+1の送信部１１に対し、次の軌道回路信号３０ｋ+1（第２軌道回路信号）の送出を控えることを要請するようにもなっている。

【0053】

しかも、送信部１１は、その要請を受けると、次の軌道回路信号３０ｋ+1（第２軌道回路信号）の送出を行わないようになっている。
また、判定手段は、次の軌道回路信号３０ｋ（第１軌道回路信号）を受信部１２が受信したときには、そのときの軌道回路信号３０ｋについて無信号時期Ｔｂに絶縁破壊相当の信号が検出されなければ、軌道回路１０ｋと軌道回路１０ｋ+1との軌道回路境界の絶縁２ａに絶縁破壊が生じていたと確定するようにもなっている。

【0054】

この実施例１の軌道回路送受信機１１＆１２について、その使用態様及び動作を、図面を引用して説明する。

【0055】

図１（ａ）は、レール２に対して絶縁２ａ毎に軌道回路送受信機１１＆１２を付設して構成した一連の軌道回路１０，…，１０に係るブロック図である。
また、図３は、一連の軌道回路のうち軌道回路１０_１～１０_５のレール２に流れる軌道回路信号３０_１～３０_５に係る信号伝送状態を示すタイムチャートである。
さらに、図４（ａ），（ｂ）は、いずれも絶縁破壊の有無を反映した波形図であり、軌道回路信号３０_５の波形例を示している。

【0056】

レール２にレール絶縁２ａを挿入して軌道回路境界を区切る有絶縁軌道回路において夫々の絶縁箇所に対して上述の軌道回路送受信機１１＆１２を接続すると、軌道回路信号を利用して軌道回路境界の絶縁破壊まで検出しうる次のような回路が出来上がる。
すなわち（図１（ａ）参照）、その有絶縁軌道回路では、同一の軌道回路区間（１０ｋ）に接続された送信部１１と受信部１２とが軌道回路信号３０ｋを送受信し合うとともに、列車在線位置に係る伝達情報１８ｋが前後の軌道回路区間（１０ｋ，１０ｋ+1）のうち前の軌道回路区間（１０ｋ）の受信部１２から前後の軌道回路区間のうち後の軌道回路区間（１０ｋ+1）へ伝達され、後の軌道回路区間（１０ｋ+1）の送信部１１から時間差Ｔｃだけ遅れて軌道回路信号３０ｋ+1が送信され、その軌道回路信号３０ｋ+1の情報伝搬時期Ｔａの信号成分が前の軌道回路区間の軌道回路信号３０ｋの無信号時期Ｔｂに混入するとそのことが受信部１２の判定手段によって検出されるようになる。

【0057】

図４（ａ）の軌道回路信号３０_５に係る波形例を参照して具体的に説明すると、これは情報伝搬時期Ｔａと時間差Ｔｃとが同じで無信号時期Ｔｂが情報伝搬時期Ｔａより短い場合の例であり、絶縁２ａの破壊が無い状態では（左の周期Ｔのフレームを参照）、五つ前の軌道回路区間に列車が在線していることを示す五個の正弦波からなる順番情報が情報伝搬時期Ｔａに現れるとともに、無信号時期Ｔｂは無信号状態になる。
そして、無信号状態の検出に基づいて絶縁２ａの正常状態が確認されるとともに、順番情報に基づいて中間信号機７の点灯制御が的確に行われる。

【0058】

これに対し、絶縁２ａが破壊されると（中央の周期Ｔのフレームを参照）、隣の軌道回路信号３０_６の漏れ電流２０による絶縁破壊相当の信号が時間差Ｔｃ（＝Ｔａ）だけ遅れて軌道回路信号３０_５に混入するため、軌道回路信号３０_５については、無信号時期Ｔｂとその少し後まで、絶縁破壊相当の信号が現れるようになる。
そうすると、そのことが判定手段によって検出されるので、軌道回路１０_５と軌道回路１０_６との区間境界における絶縁２ａの破壊が顕在化する。

【0059】

しかも、その絶縁破壊検出後には（右の周期Ｔのフレームを参照）、隣の軌道回路信号３０_６の送信が一時的に止められて、漏れ電流２０の回り込みが無い状態で、送信部１１から送り出された軌道回路信号３０_５が受信部１２によって検出される。絶縁破壊相当の信号発現の原因が漏れ電流２０の回り込みであれば、隣の軌道回路信号３０_６の送信の有無に応じて絶縁破壊相当の信号が現れたり消えたりするのに対し、他の原因ではそうならないので、隣の軌道回路信号３０_６の送信を止めたときに絶縁破壊相当の信号が現れなくなった場合、軌道回路１０_５と軌道回路１０_６との区間境界における絶縁２ａに破壊が生じていたと確定される。

【0060】

図４（ｂ）の軌道回路信号３０_５に係る波形例についても説明すると、これは上述した図４（ｂ）の軌道回路信号３０_５のフレーム構成を少し変形したものであり、具体的には関係式［Ｔａ＜Ｔｃ＜Ｔｂ］が成り立つように情報伝搬時期Ｔａと無信号時期Ｔｂと時間差Ｔｃとが設定されている。そのため、隣の軌道回路信号３０_６の漏れ電流２０による絶縁破壊相当の信号が軌道回路信号３０_５に発現しても（中央の周期Ｔのフレームを参照）、その発現部分は総て無信号時期Ｔｂに収まるので、情報伝搬時期Ｔａの波形が乱れたり壊れたりすることが無い。そのため、絶縁２ａに破壊が生じても、それが隣の軌道回路区間における軌道回路信号３０_６の伝送を損なうほど酷くなるまでは、軌道回路境界の絶縁破壊を知らせる警報等を発しながら軌道回路１０の使用を継続することも可能である。

【実施例2】

【0061】

本発明の軌道回路送受信機および軌道回路受信機の実施例２について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。
図５は、一連の軌道回路のうち軌道回路１０_１～１０_５，…，１０_９のレール２に流れる軌道回路信号３０_１～３０_５，…，３０_９の波形例である。
また、図６は、それらの軌道回路信号３０_１～３０_５の信号伝送状態を示すタイムチャートである。

【0062】

さらに、図７は、（ａ）が、隣り合った二つの軌道回路区間（１０_４，１０_５）のうち前段の軌道回路１０_４の軌道回路区間へ軌道回路１０_４の送信部１１によって送信された信号（３０_４）の波形例であり、（ｂ）が、上記の二つの軌道回路区間（１０_４，１０_５）のうち後段の軌道回路１０_５の軌道回路区間へ軌道回路１０_５によって送信された信号３０_５の波形例であり、（ｃ）が、上記の前段の軌道回路区間（１０_４）において軌道回路１０_４の受信部１２によって受信された軌道回路信号３０_４の波形例である。

【0063】

図５～図７に信号波形を例示した軌道回路送受信機１１＆１２が上述した実施例１のものと相違するのは、軌道回路信号３０の波形と判定手段の判定手法である。
軌道回路信号３０は（図５参照）、何れ３０_１～３０_５，…，３０_９も、情報伝搬時期Ｔａが周期開始波形時期Ｔａａと無信号時期Ｔａｂと情報含有時期Ｔａｃとに細分化されて、軌道回路信号３０の最後尾（Ｔｂ）だけでなく、軌道回路信号３０の途中にも無信号時期Ｔａｂが確保されるようになっている。

【0064】

また、軌道回路信号３０は、その周期Ｔの先頭を占める周期開始波形時期Ｔａａに、基本波形７０を複数連ねた周期開始波形７１が配置されるようになっている。しかも、軌道回路信号３０の情報含有時期Ｔａｃには、基本波形７０が一つだけ含められ、情報含有時期Ｔａｃにおける基本波形７０の位置にて上述の伝達情報１８ｋ（順番情報）が定まるようにもなっている。情報伝搬時期Ｔａの後ろに無信号時期Ｔｂも確保されているが、この無信号時期Ｔｂは、情報含有時期Ｔａｃの基本波形７０と後続の軌道回路信号３０の周期開始波形７１とが繋がるのを回避するためのものなので（図６参照）、短くて済む。

【0065】

さらに（図６参照）、この無信号時期Ｔａｂと、上述した時間差Ｔｃと、軌道回路信号３０の始期から無信号時期Ｔａｂの始期までの時間である周期開始波形時期Ｔａａとの間には、関係式［Ｔａａ＜Ｔｃ＜Ｔａｂ］が成り立つようにもなっている。周期開始波形時期Ｔａａが周期Ｔより非常に短いため、時間差Ｔｃも短くできるので、軌道回路信号３０の伝達が多段であっても、情報伝達の遅延時間は小さめに抑えることができる。しかも、この軌道回路信号３０は、前段の軌道回路信号３０ｋ（第１軌道回路信号）に後段の軌道回路信号３０ｋ+1（第２軌道回路信号）を時間差Ｔｃだけずらして重畳させたときに、両信号３０ｋ，３０ｋ+1の周期開始波形７１も基本波形７０も共に壊れることなく存続し続けるようになっている。

【0066】

そのため、判定手段が、軌道回路信号３０ｋ（第１軌道回路信号）について周期開始波形７１の有無を調べて二個以上が検出されたときに絶縁２ａの破壊が生じていると判定するようになっていても、軌道回路信号３０ｋ（第１軌道回路信号）の無信号時期Ｔａｂについて周期開始波形７１の有無を調べて一つでも検出されたときには絶縁２ａの破壊が生じていると判定するようになっていても、軌道回路信号３０ｋ（第１軌道回路信号）の無信号時期Ｔａｂについて無信号を超える信号が有るか否かを調べて一つでも検出されたときには絶縁２ａの破壊が生じていると判定するようになっていても、それらのうち何れか複数の判定手法を兼ね備えていても、軌道回路境界の絶縁破壊が的確に検出される。

【実施例3】

【0067】

図８は、絶縁破壊の影響の少ない信号波形例を示し、（ａ）が、直感的に把握しうる信号波形の典型例を示し、（ｂ）～（ｄ）が、絶縁破壊の影響の少ない信号波形例を希望の初期波形から作成する手順を示している。

【0068】

上述した図５に記載された軌道回路信号３０とそれを時間差Ｔｃだけ遅らせた軌道回路信号３０とについて、関係式［Ｔａａ＜Ｔｃ＜Ｔａｂ］が成り立っていることは上述の通りであるが、更に関係式［Ｔａａ＝Ｔａｃ］という条件を課したうえで、情報含有時期Ｔａｃと無信号時期Ｔａｂとの組が周期Ｔの中で繰り返されるという条件も課すと、その軌道回路信号３０は（図８（ａ）参照）、絶縁破壊の影響の少ない信号波形を持った軌道回路信号になる。具体的には、軌道回路境界の絶縁破壊によって第１軌道回路信号に第２軌道回路信号が混入したとしても、第１軌道回路信号から無信号時期Ｔｂの値を除く等のことで簡便に第２軌道回路信号の混入の無い第１軌道回路信号を再現することができる。

【0069】

図８（ａ）のタイムチャートを参照して更に詳述すると、軌道回路信号３０ｋ（第１軌道回路信号）と、それから時間差Ｔｃだけ遅れた軌道回路信号３０ｋ+1（第２軌道回路信号）とについて、無信号時期Ｔａｂには偽の論理値を割り当て、それ以外の時期である周期開始波形時期Ｔａａや情報含有時期Ｔａｃには真の論理値を割り当てたうえで（図８（ａ）の上から二つのタイムチャートを参照）、対応時期毎に論理積をとると（図８（ａ）の最下のタイムチャートを参照）、その論理値が総ての時期で偽になるという関係が成立する。そして、かかる関係が成立するときには、無信号時期Ｔａｂの値を無視するだけでも軌道回路信号３０ｋから適切な情報を得られることが直感的に認識される。

【0070】

また、信号形式（電文フォーマット）を自由に作成した謂わば希望の軌道回路信号３０の場合、軌道回路信号３０ｋと、時間差Ｔｃだけ遅らせた軌道回路信号３０ｋ+1とについて、無信号時期Ｔａｂには偽の論理値を割り当てそれ以外の時期Ｔａａ，Ｔａｃには真の論理値を割り当てて対応時期毎に論理積をとると、その論理値が総ての時期で偽になるという関係が成立することは滅多にないが、そのような軌道回路信号３０からでも、上記の条件を満たす謂わば希望に近い軌道回路信号３０を作成することが可能である。

【0071】

具体的には（図８（ｂ）～（ｄ）参照）、希望の軌道回路信号に真偽の論理値を当てはめてから、それとそれを時間差Ｔｃだけ遅らせたものとを並べる（図８（ｂ）参照）。そして、両信号が共に真になる重複部分を時間軸に沿って探し、それを見つけたら（図では二本の細い縦線を付した部分）、重複部分を適宜な割合で二分割して両信号に割り振るか（図では縦の二点鎖線の所で分割）、あるいは一方の信号だけを対象にして（図示せず）、重複部分を削除する（図８の（ｂ）から（ｃ）へ向かう細い一点鎖線を参照）。こうして重複部分の減った信号形式ができるので、後はそれを繰り返すと（図８の（ｃ）から（ｄ）へ向かう細い一点鎖線を参照）、希望に近い軌道回路信号３０ができあがる。

【実施例4】

【0072】

本発明の軌道回路送受信機および軌道回路受信機の実施例４について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。
図９は、単線の軌道に適した軌道回路送受信機および軌道回路受信機の構造を示し、（ａ）が単線のレール２を絶縁２ａで区分した軌道回路区間それぞれに送信部１１と受信部１２とを付設して構成した一連の軌道回路９０，…，９０に係るブロック図であり、（ｂ）が、それらのうち絶縁２ａを挟んで隣り合っている軌道回路区間に分かれて組み込まれた軌道回路送受信機１１＆１２に係るブロック図である。

【0073】

また、図１０は、（ａ）が運転方向切替の無いときの軌道回路信号３０_５の波形例であり、（ｂ）が運転方向切替に応じた接続先交換手段の作動指示を含んだ軌道回路信号３０_５と後段軌道回路信号３０_６とに係る波形例である。
さらに、図１１は、（ａ）が運転方向切替の無いときの軌道回路信号３０_５の波形例であり、（ｂ）が運転方向切替に応じた接続先交換手段の作動指示を含んだ軌道回路信号３０_５と後段軌道回路信号３０_６とに係る波形例である。

【0074】

この軌道回路送受信機および軌道回路受信機が上述した実施例１～３のものと相違するのは、軌道回路送受信機１１＆１２の付設対象であるレール２が上り専用でも下り専用でもなく列車が時分割で双方向に走行する単線になっている点と、その列車走行方向の切替に対応させるために軌道回路送受信機１１＆１２が改造されて軌道回路送受信機９０になっている点である（図９参照）。

【0075】

単線区間では（図９（ａ）参照）、中間信号機７に上り下り双方に対応できるものが採用されるとともに、上り下りの排他制御のために単線自動閉そく装置４ａが設置される。単線自動閉そく装置４ａは、両区間端に閉そく装置駅処理部４ｂが設置され、両閉そく装置駅処理部４ｂ，４ｂが運転方向回線４ｃで繋がれていて、閉そく装置駅処理部４ｂの運転方向てこ４ｄの操作によって列車１の運転方向が切り替えられるようになっている。

【0076】

そして、このような単線自動閉そくにおいて運転方向が切り替わったときには、軌道回路の送信と受信の関係を逆転させるとともに、反対方向の信号機には停止信号現示を出力するように切り替え更に順方向の信号機には前方列車位置から定まる信号現示を出力するように切り替えることが必要になる。
そのため（図９（ｂ）参照）、軌道回路送受信機９０は、送信部１１の接続先を絶縁２ａの両側のレール２のうち何れか一方か他方へ切り替える切替接点１５（接続先交換手段）と、受信部１２の接続先を絶縁２ａの両側のレール２のうち何れか他方か一方へ切り替える切替接点１５（接続先交換手段）とを具備したものとなっている。

【0077】

しかも、それらの切替接点１５，１５は、処理部１６の出す送受信切替指示１３に従って切り替わるようになっている。
また（図９（ｂ）参照）、この実施例の構成では、処理部１６が送信部１１から分離されて個別ユニットになっている。
さらに、この構成例では、越境伝達手段１７が、処理部１６を介在させたものとなっている。具体的には（図９（ｂ）参照）、送信部１１から処理部１６へ必要情報を伝達する越境伝達手段１７ａと、処理部１６から受信部１２へ必要情報を伝達する越境伝達手段１７ｂとに、越境伝達手段１７が分かれている。

【0078】

また、列車の運転方向の切替え時には、それまでの到着駅（図では右側）の場内信号機６の外方に位置する軌道回路送受信機９０において、運転方向てこ４ｄの条件を取込み、運転方向の切替えが発生した場合には、その情報を軌道回路信号３０に付加して送信するようになっている。
そして、その処理が順に出発駅（図では左側）の出発信号機の内方の軌道回路まで伝達されることで、運転方向切替えに応じた軌道回路の送受信および信号機７の制御が総て切り替えられるようになっている。

【0079】

そのため、場内信号機６のそばにある軌道回路送受信機９０については、単線自動閉そく装置４ａの一方の閉そく装置駅処理部４ｂから、運転方向てこ４ｄの切替条件を常に取り込み、運転方向の切替があったときには、次段の軌道回路に運転方向切替指示波（接続先交換手段の作動指示）を付加した軌道回路信号３０を送信するとともに、自機９０の送信部１２と受信部１１との接続先を切り替え、更に、対応する信号機６，８に対しても運転方向に合わせて信号機切替指令を伝達するようになっている。

【0080】

また、駅中間の軌道回路の送受信機９０については、前段の軌道回路の送受信機９０から受信した軌道回路信号３０に運転方向切替指示波（接続先交換手段の作動指示）が付加されているか否かを調べて、付加されていたときには、同様に運転方向切替指示波（接続先交換手段の作動指示）を付加した軌道回路信号３０を次段の軌道回路へ送信するとともに、自機９０の送信部１１と受信部１２とを切り替え、更に、対応する中間信号機７に対して運転方向に合わせた信号機切替指令を伝達するようになっている。

【0081】

そして、そのような送受信機９０の処理（切替接点１５，１５の切替動作等）が隣接駅の出発信号機８の内方の軌道回路９０に対してまで次々に行われると、運転方向切替指示波（接続先交換手段の作動指示）を受けた軌道回路の送受信機９０から、単線自動閉そく装置４ａの他方の閉そく装置駅処理部４ｂへ、運転方向切替指示が伝達される。その結果、駅間の軌道回路送受信機９０の送信部１１の接続先と受信部１２の接続先とが総て入れ替わり、ひいては軌道回路の送受信方向がすべて反転し、駅中間の信号機も運転方向にあわせて上り下りが切り替えられる。

【0082】

ここで、上述した周期開始波形７１を持つ軌道回路信号３０（図５参照）に運転方向切替指示波７５を含ませた具体例を二つほど挙げる。何れについても、周期開始波形７１から容易に区別・弁別できる波形が、運転方向切替指示波７５に採用されている。
一つめの波形例では（図１０参照）、運転方向切替指示波７５が周期開始波形時期Ｔａａの末尾部分に含められている。これに対し、二つめの波形例では（図１１参照）、運転方向切替指示波７５が情報含有時期Ｔａｃの先頭部分に含められている。

【0083】

何れの波形例も、周期開始波形７１から固定波数だけ後方の所に運転方向切替指示波７５が位置しているので、運転方向切替指示波７５の有無が容易かつ的確に分かるものとなっている。
また、一つめの波形例には（図１０参照）、周期開始波形時期Ｔａａの伸長に伴って時間差Ｔｃは長くなるが、後段の軌道回路信号３０_６の重畳によって運転方向切替指示波７５が壊されることが無いので、その検討が不要という特質がある。
これに対し、二つめの波形例には（図１１参照）、後段の軌道回路信号３０_６の重畳による運転方向切替指示波７５の破壊を避けることができれば、時間差Ｔｃを短いままで済ませることができるという特質がある。

【0084】

さらに（図１０，図１１参照）、処理部１６が切替接点１５，１５へ送受信切替指示１３を出すタイミングについては、受信部１２が前段の軌道回路区間の軌道回路信号３０_５に含められた運転方向切替指示波７５を受信しただけで直ちに送受信切替指示１３を出すのでなく、遅らせるようになっている。具体的には、送信部１１が後段の軌道回路区間へ軌道回路信号３０_６を時間差Ｔｃ遅れで送信し、その周期Ｔが過ぎて送信部１１の送信が完了してから、前段の軌道回路区間の軌道回路信号３０_５の運転方向切替指示波７５に応じた切替接点１５，１５が遂行されるようになっている。そのため、前段の軌道回路信号３０_５ばかりか後段の軌道回路信号３０_６についても的確に伝達が完遂される。

【0085】

［その他］
上記実施例２～４に係る図５，６，７，１０，１１では情報含有時期Ｔａｃに含まれる情報担体としての基本波形７０が一つだけであったが、周期開始波形７１や運転方向切替指示波７５と切り分けられれば複数個の基本波形７０が情報含有時期Ｔａｃに含まれていても良い。また、軌道回路信号３０の長さが固定長になっていたが、これも必須でなく、一連の軌道回路に及ぶ情報伝達が損なわれなければ可変長でも良い。

【0086】

上記実施例では、軌道回路信号の基本波形７０や他の波形７１，７５に正弦波が用いられていたが、軌道回路信号の波形は、正弦波に限られる訳でなく、矩形波であってもよく、周波数の高い搬送波をＡＭ変調やＦＭ変調したものでもよく、要するに信号の有無と内容を伝達できるものであれば良い。周期開始波形７１や運転方向切替指示波７５の波数についても合目的であれば幾つでも良い。

【産業上の利用可能性】

【0087】

本発明の軌道回路送受信機および軌道回路受信機は、上述した単線や複線の片側に適用が限定されるものでなく、複数並設する等のことで、複線の両側や、複々線の任意のレールなどにも、適用することができる。

【符号の説明】

【0088】

１…列車、２…レール（レール対）、２ａ…絶縁（軌道回路区間境界）、
４ａ…単線自動閉そく装置、４ｂ…閉そく装置駅処理部、
４ｃ…運転方向回線、４ｄ…運転方向てこ、
６…場内信号機、７…中間信号機（多現示式色灯信号機）、８…出発信号機、
１０…軌道回路、
１１＆１２…軌道回路送受信機、
１１…送信部、１２…受信部、１３…送受信切替指示、
１４…信号機制御指示、１５…切替接点、１６…処理部、
１７…越境伝達手段、１８ｋ…伝達情報（順番情報）、２０…漏れ電流、
３０…軌道回路信号、
３０ｎ…第ｎ軌道回路信号（ｎ＝１，２，…，ｋ，…）、
５０…フレーム、５１…オフセット時間（所定の時間差）、
７０…基本波形、７１…周期開始波形、７５…運転方向切替指示波、
９０…軌道回路送受信機、
Ｔ…周期、Ｔａ…情報伝搬時期、Ｔｂ…無信号時期（後）、Ｔｃ…時間差、
Ｔａａ…周期開始波形時期、Ｔａｂ…無信号時期（途中）、Ｔａｃ…情報含有時期

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】