JP2007223465A

JP2007223465A - 列車検知装置及び列車検知システム

Info

Publication number: JP2007223465A
Application number: JP2006046979A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Kadowaki; 雅明門脇; Hideki Sawada; 秀樹澤田; Fumihiko Miyakoshi; 文彦宮越; Masahiro Yamashita; 雅弘山下; Takushi Sukai; 拓史須貝
Original assignee: Hokkaido Railway Co
Current assignee: Hokkaido Railway Co
Priority date: 2006-02-23
Filing date: 2006-02-23
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2026-02-23
Also published as: JP4863358B2

Abstract

【課題】パルス軌道回路１１０及び直流軌道回路において、厚い錆や、大量の降灰、黄砂、落葉等がレール１０上に堆積した状態でも、列車の検知をより確実に行うバックアップ装置１２０を付加した列車検知装置１００を、現状の軌道回路を極力そのまま使用し、シンプルな構成で、より低コストに実現させる。
【解決手段】バックアップ装置１２０の電源を、軌道回路の信号伝送用のケーブル３４を利用することで新規ケーブルを敷設することなく伝送し、かつ、バックアップ装置１２０で列車を検知した際に、軌道回路の信号を遮断することで踏切を作動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、軌道回路による踏切の列車検知をより確実に行う装置、特に、新規ケーブルを敷設することなしに実現可能な列車検知装置及び列車検知システムに関する。

従来から、鉄道の踏切において警報機や遮断機等を制御するために、列車の接近を検知する手段として様々な方法が用いられているが、レール間を列車の車軸で短絡することによって列車を検知する方法が、シンプルな構成であり、もっとも信頼性の高い方法であるとして古くから世界各国で広く用いられている。

この方法において、レール及び車軸を含めて構成される列車を検知するための回路が軌道回路と呼ばれており、その内、軌道回路の電源として、例えば５ボルトないし７ボルトの直流の定電圧を用いる旧来からの方式は直流軌道回路（方式）と呼ばれている。また、列車本数が少ない閑散線区や海岸沿いの線路では、レール表面に錆が発生し、列車の検知ができなくなる事象が発生するため、その対策として軌道回路の電源として電圧の高い、例えば３０ボルトないし１００ボルトのパルス電圧を用いて錆などによる絶縁を破壊するパルス軌道回路（方式）も用いられている。

しかし、直流軌道回路は勿論、パルス軌道回路においても、さらに厚い錆や、大量の降灰、黄砂、落葉がレール上に堆積した状態では列車の検知に支障が出る恐れがある。そのため、レール間を列車の車軸で短絡することに依存せず非接触で列車との情報の受渡しが可能なＡＴＳ装置を列車検知装置として利用して列車を検知する方式も導入されている（例えば、特許文献１参照）。

上記列車検知装置は、踏切から数百ｍ手前の地点に地上子を設置し、地上子を通過する列車を軌道回路とは別に検出し、踏切において警報機や遮断機等を制御する方法であり、以前から用いられており信頼性も確認されている。
特開２００２−１０４１９２号公報

ところで、従来から警報機や遮断機等に供給される電源は踏切の近傍に設置されており、電源の供給対象を一箇所に集めて配置する必要上、軌道回路に対する電源も同じものを使用するか、同じ場所に設置されていた。

しかしながら、上述の列車検知装置を軌道回路のバックアップ装置として新たに追加配備すると、地上子を踏切から数百ｍ程度離れた地点に設置しなければならず、その地点まで電源を供給し、かつ検知した情報を踏切の制御装置（踏切保安装置）側で受け取る必要があり、ケーブルの敷設等、工事の施工が大規模になり工期や費用が掛かりすぎるという問題があった。

本発明の課題は、より確実に列車を検知しする軌道回路のバックアップ装置を、現状の軌道回路を極力そのまま使用し、シンプルな構成で、より低コストに実現させることである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
踏切手前の列車検知区間で、各々が列車検知を行う軌道回路及びそのバックアップ装置を備える列車検知装置であって、
前記軌道回路は、
一対のレールと、
前記列車検知区間内に渡って設置され、前記列車検知区間における踏切遠方区間端部で前記各レールに接続されたケーブルと、
前記列車検知区間における踏切近傍区間端部に設置され、前記ケーブルを介して前記各レールに電圧を印加する検知信号出力手段と、
前記列車検知区間における踏切近傍区間端部に設置され、前記各レールを通じて通電を検知すると共に前記踏切近傍区間端部に設置された踏切制御手段に対し検知結果を入力する検知信号受信手段と、を備え、
前記バックアップ装置は、
前記列車検知区間における踏切遠方区間端部で列車の通過を検知する列車通過検知手段を備え、
前記バックアップ装置は、前記列車通過検知手段の電源の供給を、前記軌道回路のケーブルの一部を利用して行うことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、バックアップ装置の電源ケーブルを軌道回路のケーブルと併用することで、より確実に列車を検知して踏切無遮断を防止する軌道回路のバックアップ装置を、現状の軌道回路を極力そのまま使用し、シンプルな構成で、より低コストに実現できる

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の列車検知装置であって、
前記軌道回路の前記検知信号出力手段は、パルス電圧を出力し、
前記軌道回路は、前記パルス電圧を変圧するトランスを備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、検知信号にパルス電圧を使用し、パルス電圧を変圧するトランスを備えることで、軌道回路のケーブルにバックアップ装置の直流電圧を印加しても軌道回路のトランスよりも先には伝わらないため、軌道回路のケーブルにバックアップ装置の直流電源を重畳することが容易となる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の列車検知装置であって、
前記バックアップ装置は、前記列車通過検知手段への電源の供給を前記ケーブルの一部と前記レールとを用いて行うことを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、電源の供給にレールを用いることにより、軌道回路のケーブルにバックアップ装置の直流電源を重畳することが容易となる。また、レールを用いる代わりにアースを用いることも可能ではあるが、レールを用いることによって、周辺の機器が電蝕される等の影響を防ぐことができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の列車検知装置であって、
前記軌道回路の前記検知信号出力手段は、直流電圧を出力し、
前記軌道回路は、前記直流電圧を変圧する変圧手段を備えることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、検知信号としての直流電圧をバックアップ装置の電源として利用することが可能となる。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４の何れか一項に記載の列車検知装置であって、
前記列車通過検知手段として、
列車の緊急停止装置として用いられているＡＴＳ装置を利用することを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、列車通過検知手段としてＡＴＳ装置を利用することで、従来からの装置が利用できるためコスト削減が可能である。

請求項６に記載の発明は、請求項１から５の何れか一項に記載の列車検知装置であって、
前記バックアップ装置は、前記軌道回路の列車検知信号としての通電を遮断可能な検知信号遮断手段を備え、
前記列車通過検知手段は、列車を検知した際に前記検知信号遮断手段を動作させて前記検知信号受信手段への列車検知信号を遮断する機能を有することを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、列車通過検知手段で検知した情報を踏切制御手段へ伝送するケーブルを敷設することなく軌道回路にバックアップ装置を付加することができる。

請求項７に記載の発明は、列車検知システムであって、
二つの踏切の間の区間内に、互いに逆に進行する列車の検知を行う請求項１から６の何れか一項に記載の列車検知装置を二つ備え、
二つの前記列車検知装置は、前記二つの踏切の中間に設けられた一つの列車通過検知手段を共用すると共に、当該列車通過検知手段の列車検知により前記各列車検知装置に対応する踏切制御手段にそれぞれの踏切に対して列車検知時対応の制御を行わせることを特徴とする。

請求項７に記載の発明によれば、二つの踏切に挟まれた軌道回路を一つのバックアップ装置でバックアップすることができる。

本発明によれば、バックアップ装置の電源ケーブルを軌道回路のケーブルと併用することで、厚い錆や、大量の降灰、黄砂、落葉等がレール上に堆積した状態でも、列車の検知をより確実に行うバックアップ装置を付加した列車検知装置を、現状の軌道回路を極力そのまま使用し、シンプルな構成で、より低コストに実現できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

［第１の実施の形態］
最初に、図１から図５を用いて、本発明における第１の実施の形態に係る列車検知装置１００の構成について説明する。

第１の実施の形態に係る列車検知装置１００は、図１に示すように、踏切２１の手前の列車検知区間Ｌにおいて、各々が列車検知を行う軌道回路としてのパルス軌道回路１１０及びバックアップ装置１２０を備えている。

列車検知区間Ｌとは、図１に示すように、踏切２１の手前の所定距離（例えば６００ｍ）について設定される区間であって、当該列車検知区間Ｌ内に敷設されたレール１０上を踏切に向かって列車が進入した時に踏切２１を作動させるものである。
なお、列車検知区間Ｌの一方に踏切２１が位置し、以下の説明において、当該踏切２１が位置する列車検知区間Ｌの端部を「踏切近傍区間端部」、踏切２１が位置しない方の列車検知区間Ｌの端部を「踏切遠方区間端部」とする。

図２は本実施の形態に係る列車検知装置１００からパルス軌道回路１１０、踏切２１及び踏切制御装置２２を抽出した構成図である。

図２は、一対のレール１０と、踏切遠方区間端部側で各レール１０に接続されたトランスとしてのパルストランス３３と、列車検知区間Ｌの全長に渡って敷設され、パルストランス３３を介して前記各レール１０に接続されたケーブル３４と、踏切近傍区間端部側に設置され、ケーブル３４及びパルストランス３３を通して各レール１０に対してパルス電圧を印加して検知信号を送信する検知信号出力手段としてのパルス送信機器３１と、踏切近傍区間端部側で各レール１０にそれぞれの端子が接続され、パルス送信機器３１からの検知信号を受信する検知信号受信手段としてのパルス受信機器３２と、を備えるパルス軌道回路１１０と、踏切近傍区間端部側に設置され、パルス受信機器３２からの情報に基づき踏切２１が備える警報機２１ａや遮断機２１ｂ等を制御する踏切制御手段としての踏切制御装置２２と、を図示している。

一対のレール１０は、図２に示すように、列車検知区間Ｌの全長に渡って敷設されており、列車検知区間Ｌの両端からさらに続くレールを含めて「線路」を構成している。レール１０は、正確には列車検知区間Ｌよりも短い複数のレールからなり、列車検知区間Ｌの範囲内で列車の検知を行うためにそれぞれが電気的に接続され、列車検知区間Ｌの両端では列車検知区間Ｌの両端からさらに続くレールとは電気的に絶縁されており、また、左右のレールも電気的に絶縁されている。左右の各レールは、パルストランス３３からのパルス電圧の印加により列車検知区間Ｌの範囲内で通電が行われる。

パルス送信機器３１は、図２に示すように、踏切近傍区間端部側に設置されており、図示しない交流電源に接続されている。また、当該交流電源は踏切２１及び踏切制御装置２２も共通に用いる電源であり、交流電源の供給対象を踏切２１の近傍に集めて配置することで、電線を引くなどの外部からの電源供給を容易としている。パルス送信機器３１は、例えば、３００ボルト、５Ｈｚのパルス電圧で検知信号を出力する。

ケーブル３４は、図２に示すように、列車検知区間Ｌの全長に渡ってレール１０に沿って敷設されており、踏切近傍区間端部側ではパルス送信機器３１と、踏切遠方区間端部側ではパルストランス３３を介して各レール１０とを接続する。

パルストランス３３は、図２に示すように、踏切遠方区間端部側に設置されており、パルス送信機器３１が電圧の安定化のため列車検知に要する電圧よりも高電圧で印加する電圧を、列車検知に好適な電圧に調節する。例えば、３００ボルトを１００ボルトに変圧する。

パルス受信機器３２は、図２に示すように、踏切近傍区間端部側に設置されており、パルス送信機器３１から送信された検知信号を、ケーブル３４、パルストランス３３、レール１０を介して受信する。即ち、パルス電圧の印加により一対のレール１０の一方と他方とで電位差が生じ、その間に接続されたパルス受信機器３２は電流が流れる。その時、パルス受信機器３２は、通電状態（レール間で電位差を生じた状態）と非通電状態（レール間で電位差を生じていない状態）とを検出し、その検出信号を踏切制御装置２２に出力する。

踏切制御装置２２は、図２に示すように、踏切近傍区間端部側に設置されており、パルス受信機器３２により、非通電状態（レール間で電位差を生じていない状態）の検出信号を受信すると、踏切２１の警報機２１ａを鳴らし、遮断機２１ｂが有する遮断竿を下降させる動作制御を行う。

上記構成からなるパルス軌道回路１１０において、列車が列車検知区間Ｌ内のレール上に存在しない時は、図３に示すような信号の流れとなる。まず、パルス送信機器３１から送信された検知信号は、ケーブル３４を通してパルストランス３３に到達する。本実施の形態では、パルス送信機器３１から送信される検知信号は、３００ボルト、５Ｈｚのインパルス状の信号を用いており、また、パルストランス３３として変成比３：１の変成器を用いているため、パルストランス３３からレール１０に送出される検知信号は、１００ボルト、５Ｈｚのインパルス信号となっている。そして、パルストランス３３から送出された信号は、レール１０を通ってパルス受信機器３２に受信される。

次に、列車がレール上に進入してきた場合、図４に示すように、列車の車輪及び車軸が左右のレール１０を電気的に短絡し、パルストランス３３から送出された信号はパルス受信機器３２で受信することができなくなる。つまり、信号を受信できなくなった時点で、レール１０上には列車が存在すると判断でき、踏切制御装置２２は警報機２１ａの鳴動や遮断機２１ｂの遮断竿の降下など所定の動作を行う。

しかしこの時、レール上に大量の落葉等が堆積し、車輪とレールの間が絶縁状態になると、列車がレール上に進入したにも拘わらず左右のレールが電気的に短絡しなくなり、パルス受信機器３２は検知信号を受信し続けてしまう可能性がある。その場合、踏切制御装置２２は踏切２１を作動させないままで列車が踏切２１を通過してしまうこととなる。そのような事態を回避するために、列車検知装置１００は、パルス軌道回路１１０による列車検知に加えてバックアップ装置１２０により列車検知を行うように構成されている。

バックアップ装置１２０は、列車に搭載された車上子（図示略）と、図１に示すように、踏切遠方区間端部側でレールの間に設置され、車上子の通過を検知する地上子５２と、列車が地上子５２の上を通過したときにその情報を受けるＡＴＳ受信器５１と、ＡＴＳ受信器５１の受信情報に基づいてパルス軌道回路１１０の列車検知信号としての通電を遮断する検知信号遮断手段としての軌道回路開閉スイッチ５３と、踏切近傍区間端部側に設置されたバックアップ装置１２０の電源４３と、その電源電圧を昇圧させるため踏切近傍区間端部側に設置されたＤＣ／ＤＣコンバータ４１と、踏切遠方区間端部側に設置された前記電源４３の電圧を降圧させてＡＴＳ受信器５１に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ４２とを備える構成となっている。ＡＴＳ受信器５１、地上子５２及び車上子は本発明における列車通過検知手段として、機能する。

ＡＴＳ受信器５１及び地上子５２は、図１に示すように、踏切遠方区間端部側に設置されており、後述の機能により地上子５２上を列車が通過したことを検知する。本実施の形態において、ＡＴＳ受信器５１は直流２４ボルト電源で動作し、踏切２１のある踏切近傍区間端部側には同様の電源４３が存在するが、踏切近傍区間端部側からケーブル３４とレール１０を使って伝送すると電圧が降下する割合が高いため、踏切近傍区間端部側にＤＣ／ＤＣコンバータ４１を設置して昇圧し、踏切遠方区間端部側にＤＣ／ＤＣコンバータ４２を設置して降圧することで、必要な電圧を確保している。

図１に示すように、昇圧を行うＤＣ／ＤＣコンバータ４１の二つの出力端子の一方はケーブル３４の一方の導線に、もう一方の出力端子はレール１０の一方のレールに接続され、同様に、降圧を行うＤＣ／ＤＣコンバータ４２の二つの入力端子の一方はケーブル３４のＤＣ／ＤＣコンバータ４１とは異なる導線に、もう一方の入力端子は同じレール１０の一方のレールに接続されている。つまり、踏切近傍区間端部側に設置されたバックアップ装置１２０の電源４３は、ケーブル３４の一部と、レール１０の一方のレールとを介してＡＴＳ受信器５１に対して電源の供給を行っている。

なお、軌道回路１１０のケーブル３４にはパルス電圧も印加されているが、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１とＤＣ／ＤＣコンバータ４２の間のケーブル３４を流れる電流は直流のため、パルストランス３３を介して接続されているパルス軌道回路１１０には影響を与えない。

軌道回路開閉スイッチ５３は、図１に示すように、踏切遠方区間端部側で、パルス軌道回路１１０を構成するパルストランス３３とレール１０の接続を開閉できるように設置されている。列車が地上子５２上を通過したことを検知すると、ＡＴＳ受信器５１はその情報を軌道回路開閉スイッチ５３に送り、軌道回路開閉スイッチ５３により軌道回路が一定時間遮断される。従って、パルス送信機器３１から送信された信号はパルス受信機器３２まで到達せず、パルス軌道回路１１０にとってはレール上に列車が存在する場合と実質的に同じ状態になるため、踏切制御装置２２は警報機２１ａの鳴動や遮断機２１ｂの降下など所定の動作を行う。

ＡＴＳ受信器５１、地上子５２及び列車に搭載された車上子は、従来から「自動列車停止装置」と呼ばれる列車の緊急停止装置として使用されているもので、通常は信号機の手前にＡＴＳ受信器及び地上子が設置されている。地上子及び車上子は巻線（コイル）を主要な構成要素として含み、車上子は常時一定の周波数（例えば１０５ｋHｚ）で通電されており、地上子は当該信号機の信号に応じて規格化された周波数（信号が赤なら、例えば１２３ｋHｚ）で通電される。ここでＡＴＳ装置は、列車が当該地上子の上を通過し、電磁誘導により車上子側が地上子の周波数の影響を受けた時、影響を受けた地上子の周波数に応じて、列車に非常ブレーキをかけるなどの制御を行う。

本発明におけるバックアップ装置も上記のＡＴＳ装置を利用したものであり、車上子は列車に搭載されている既設の装置をそのまま用い、ＡＴＳ受信器５１及び地上子５２は、車上子から常時発している周波数を受信するための受信専用の装置を列車通過検知手段として新たに設置する。

ここで比較例として、一つの列車検知区間内に軌道回路１１０とバックアップ装置１３０を個別に設けた列車検知装置１００Ａの構成を図５に図示する。なお、この比較例では前述した列車検知装置１００と同一の構成については同じ符号を付するものとする。

列車検知装置１００Ａを構成する軌道回路１１０とバックアップ装置１３０の各要素について、電源の供給対象を踏切２１の周囲に集めて配置させる要請を満たそうとする場合、図５に示すように、ＡＴＳ受信器５１に対する電源の供給は、踏切２１付近に設置されている直流２４ボルトの電源４３から新たに敷設したケーブル１３１により供給する必要がある。また、地上子５２上を列車が通過した場合、その検出信号は、同様に新たに設置したケーブル１３２により、ＡＴＳ受信器５１から踏切制御装置２２へと送られ、警報機２１ａや遮断機２１ｂなどの制御が行なわれることになる。

列車検知区間Ｌの長さを例えば６００ｍとした場合、上記比較例ではこれと同じ長さの長大なケーブルが二本必要となり、さらに、それらケーブルの設置コストも必要となる。

これに対して列車検知装置１００では、軌道回路１１０として既に設置されている既存のケーブル３４とレール１０とを利用して、バックアップ装置１２０の電源を供給するため、バックアップ装置１２０における電源供給用のケーブルの設置コストをほとんど不要とすることが可能となる。さらに、バックアップ装置１２０では、軌道回路開閉スイッチ５３を設け、軌道回路１１０のパルス受信機器３２の検知信号を一定時間遮断することで、当該パルス受信機器３２を介して踏切制御装置２２に踏切の作動を行わせるため、ＡＴＳ受信器５１からの検出信号を踏切制御装置２２に送るためのケーブルも不要とすることが可能となる。

以上説明した実施の形態に係る列車検知装置１００においては、バックアップ装置１２０を備えるので、レール１０上に大量の落葉等の堆積物が発生した場合などパルス軌道回路が列車の検知不良を生じ得る場合であっても、これを補完してより確実に列車検知を行うことができる。

また、以上説明した実施の形態においては、新たに電源ケーブルを敷設することなくパルス軌道回路１１０にバックアップ装置１２０を付加することができる。

さらに、以上説明した実施の形態においては、ＡＴＳ受信器５１で検知した情報を踏切制御装置２２へ伝送するケーブルも敷設することなくパルス軌道回路１１０にバックアップ装置１２０を付加することができる。

また、以上説明した実施の形態に係るバックアップ装置１２０においては、列車通過検知手段として、「自動列車停止装置」と呼ばれる列車の緊急停止装置として以前から使用されているＡＴＳ装置を利用しているため、信頼性も高く、装置も従来のものが利用できるためコスト削減が可能で、また、列車検知が非接触で行えるため、堆積物の影響を受けにくいバックアップ装置を構成することができる。

なお、以上説明した実施の形態においては、バックアップ装置１２０の電源の供給にレールを用いる代わりにアースを用いても良い。ただし、レールを用いることによって、周辺の機器が電蝕される等の影響を防ぐことができる。

［第２の実施の形態］
次に、図６から図１０を用いて、本発明における第２の実施の形態に係る列車検知装置２００の構成について説明する。なお、本実施の形態に係る列車検知装置２００は、第１の実施の形態に係る列車検知装置１００の構成を一部変更したものであり、その他の構成については第１の実施の形態と実質的に同一である。このため、変更した構成を中心に説明することとし、第１の実施の形態と重複する構成については同じ符号を付し、説明を省略するものとする。

第２の実施の形態に係る列車検知装置２００は、図６に示すように、踏切２１の手前の列車検知区間Ｌにおいて、各々が列車検知を行う軌道回路としての直流軌道回路２１０及びそのバックアップ装置２２０を備えている。

図７は本実施の形態に係る列車検知装置２００から直流軌道回路２１０、踏切２１及び踏切制御装置２２を抽出した構成図である。

図７は、一対のレール１０と、踏切遠方区間端部側で各レール１０に接続され、列車検知区間Ｌの全長に渡って敷設されたケーブル３４と、踏切近傍区間端部側に設置され、ケーブル３４を通して各レール１０に対して直流電圧を印加して検知信号を送信する検知信号出力手段としての（実際には直流電圧源により構成される）送信機器６１と、踏切近傍区間端部側で各レール１０にそれぞれの端子が接続され、送信機器６１からの検知信号を受信する検知信号受信手段としての受信機器６２と、を備える直流軌道回路２１０と、踏切近傍区間端部側に設置され、受信機器６２からの情報に基づき踏切２１が備える警報機２１ａや遮断機２１ｂ等を制御する踏切制御手段としての踏切制御装置２２と、を図示している。

一対のレール１０は、図７に示すように、送信機器６１からの直流電圧の印加により列車検知区間Ｌの範囲内で通電が行われる以外は、前述した第１の実施の形態と同様である。

送信機器６１は、図７に示すように、踏切近傍区間端部側に設置されており、図示しない交流電源に接続されている。また、当該交流電源は踏切２１及び踏切制御装置２２も共通に用いる電源であり、交流電源の供給対象を踏切２１の近傍に集めて配置することで、電線を引くなどの外部からの電源供給を容易としている。
なお、送信機器６１は、図７に示す一般的な直流軌道回路においてはケーブル３４を介して例えば５ボルトないし７ボルトの直流電圧をレール１０に対して印加しているが、後述の図６においては、ＡＴＳ受信器５１に電源を供給するために２４ボルトの直流電圧を出力するよう変更しており、同じく図６に示す変圧手段としてのＤＣ／ＤＣコンバータ７１により例えば５ボルトないし７ボルトの直流電圧に降圧してレール１０に印加している。

ケーブル３４は、図７に示すように、列車検知区間Ｌの全長に渡ってレール１０に沿って敷設されており、踏切近傍区間端部側では送信機器６１と、踏切遠方区間端部側では各レール１０とを接続する。

受信機器６２は、図７に示すように、踏切近傍区間端部側に設置されており、送信機器６１から送信された検知信号を、ケーブル３４、レール１０を介して受信する。即ち、直流電圧の印加により一対のレール１０の一方と他方とで電位差が生じ、その間に接続された受信機器６２は電流が流れる。その時、受信機器６２は、通電状態（レール間で電位差を生じた状態）と非通電状態（レール間で電位差を生じていない状態）とを検出し、その検出信号を踏切制御装置２２に出力する。

踏切制御装置２２は、図７に示すように、受信機器６２により検出信号を受信する以外は、前述した第１の実施の形態と同様である。

上記構成からなる直流軌道回路２１０において、列車が列車検知区間Ｌ内のレール上に存在しない時は、図８に示すような信号の流れとなる。まず、送信機器６１から送信された検知信号は、ケーブル３４及びレール１０を通って受信機器６２に受信される。

次に、列車がレール上に進入してきた場合、図９に示すように、列車の車輪及び車軸が左右のレール１０を電気的に短絡し、送信機器６１から送信された信号は受信機器６２で受信することができなくなる。つまり、信号を受信できなくなった時点で、レール１０上には列車が存在すると判断でき、踏切制御装置２２は警報機２１ａの鳴動や遮断機２１ｂの遮断竿の降下など所定の動作を行う。

しかしこの時、レール上に大量の落葉等が堆積し、車輪とレールの間が絶縁状態になると、列車がレール上に進入したにも拘わらず左右のレールが電気的に短絡しなくなり、受信機器６２は検知信号を受信し続けてしまう可能性がある。その場合、踏切制御装置２２は踏切２１を作動させないままで列車が踏切２１を通過してしまうこととなる。そのような事態を回避するために、列車検知装置２００は、直流軌道回路２１０による列車検知に加えてバックアップ装置２２０により列車検知を行うように構成されている。

バックアップ装置２２０は、列車に搭載された車上子（図示略）と、図６に示すように、踏切遠方区間端部側でレールの間に設置され、車上子の通過を検知する地上子５２と、列車が地上子５２の上を通過したときにその情報を受けるＡＴＳ受信器５１と、ＡＴＳ受信器５１の受信情報に基づいて直流軌道回路２１０の列車検知信号としての通電を遮断する検知信号遮断手段としての軌道回路開閉スイッチ５３と、送信機器６１から印加される直流電圧を降圧させるため踏切遠方区間端部側に設置されたＤＣ／ＤＣコンバータ７１とを備える構成となっている。

ＡＴＳ受信器５１及び地上子５２は、図６に示すように、踏切遠方区間端部側に設置されており、前述の機能により地上子５２上を列車が通過したことを検知する。本実施の形態において、ＡＴＳ受信器５１は直流２４ボルト電源で動作するが、ＡＴＳ受信器５１専用の電源は用意せず、前述のようにケーブル３４を通して送られる２４ボルトの直流電圧を利用することで、ＡＴＳ受信器５１の電源を確保することを可能とした。

ＤＣ／ＤＣコンバータ７１は、図６に示すように、踏切遠方区間端部側に設置されており、ＡＴＳ受信器に電源を供給する目的で２４ボルトに変更した直流電圧を、レール１０に対しては一般的な直流軌道回路の検知信号電圧である例えば５ボルトないし７ボルトで送信するために降圧する。ＤＣ／ＤＣコンバータ７１で、検知信号を従来通りの電圧に降圧することで、それ以降の受信機器６２等を変更することなく、従来通りの装置を使用することができる。

軌道回路開閉スイッチ５３は、図６に示すように、踏切遠方区間端部側で、ＤＣ／ＤＣコンバータ７１とレール１０の接続を開閉できるように設置されている。列車が地上子５２上を通過したことを検知すると、ＡＴＳ受信器５１はその情報を軌道回路開閉スイッチ５３に送り、軌道回路開閉スイッチ５３により軌道回路が一定時間遮断される。従って、送信機器６１から送信された信号は受信機器６２まで到達せず、パルス軌道回路２１０にとってはレール上に列車が存在する場合と実質的に同じ状態になるため、踏切制御装置２２は警報機２１ａの鳴動や遮断機２１ｂの降下など所定の動作を行う。

ここで比較例として、一つの列車検知区間内に軌道回路２１０とバックアップ装置２３０を個別に設けた列車検知装置２００Ａの構成を図１０に図示する。なお、この比較例では前述した列車検知装置２００と同一の構成については同じ符号を付するものとする。

列車検知装置２００Ａを構成する、軌道回路２１０とバックアップ装置２３０の各要素について、電源の供給対象を踏切２１の周囲に集めて配置させる要請を満たそうとする場合、図１０に示すように、ＡＴＳ受信器５１に対する電源の供給は、踏切２１付近に設置されている直流２４ボルトの電源２３３から新たに敷設したケーブル２３１により供給する必要がある。また、地上子５２上を列車が通過した場合、その検出信号は、同様に新たに設置したケーブル２３２により、ＡＴＳ受信器５１から踏切制御装置２２へと送られ、警報機２１ａや遮断機２１ｂなどの制御が行なわれることになる。

これに対して列車検知装置２００では、軌道回路２１０として既に設置されている既存のケーブル３４を利用して、バックアップ装置２２０の電源を供給するため、バックアップ装置２２０における電源供給用のケーブルの設置コストをほとんど不要とすることが可能となる。さらに、バックアップ装置２２０では、軌道回路開閉スイッチ５３を設け、軌道回路２１０の受信機器６２の検知信号を一定時間遮断することで、当該受信機器６２を介して踏切制御装置２２に踏切の作動を行わせるため、ＡＴＳ受信器５１からの検出信号を踏切制御装置２２に送るためのケーブルも不要とすることが可能となる。

以上説明した実施の形態に係る列車検知装置２００においては、バックアップ装置２２０を備えるので、レール１０上に大量の落葉等の堆積物が発生した場合などパルス軌道回路が列車の検知不良を生じ得る場合であっても、これを補完してより確実に列車検知を行うことができる。

また、以上説明した実施の形態においては、新たに電源ケーブルを敷設することなく直流軌道回路２１０にバックアップ装置２２０を付加することができる。

さらに、以上説明した実施の形態においては、ＡＴＳ受信器５１で検知した情報を踏切制御装置２２へ伝送するケーブルも敷設することなく直流軌道回路２１０にバックアップ装置２２０を付加することができる。

また、以上説明した実施の形態に係るバックアップ装置２２０においては、列車通過検知手段として、「自動列車停止装置」と呼ばれる列車の緊急停止装置として以前から使用されているＡＴＳ装置を利用しているため、信頼性も高く、装置も従来のものが利用できるためコスト削減が可能で、また、列車検知が非接触で行えるため、堆積物の影響を受けにくいバックアップ装置を構成することができる。

なお、以上の各実施の形態に係る列車検知装置１００又は２００において、列車が当該レール上を双方向に走行する単線区間で、二つの踏切が数百メートル程度と近接している場合には、図１１に示すように、当該二つの踏切の間の区間内に、互いに逆に進行する列車の検知を行う二つの列車検知装置２００及び２００Ｂからなる列車検知システム３００を配置し、当該二つの踏切の中間に設けられた一つのＡＴＳ受信器５１及び地上子５２を共用し、それが列車を検知した際に双方の軌道回路開閉スイッチ５３及び５３Ｂを動作させるよう構成しても良い。

この時、列車検知装置２００Ｂにおける踏切２１Ｂ及び軌道回路開閉スイッチ５３Ｂは、列車検知装置２００における踏切２１及び軌道回路開閉スイッチ５３と同等のものであるが、送信機器６１Ｂは送信機器６１とは異なりＡＴＳ受信器に電源を供給する必要がないため、出力電圧は例えば直流５ボルトないし７ボルトであるという違いがある。

また、上述の列車検知システム３００においては、列車の運行上、さらに左方向と右方向にそれぞれ図示していない列車検知装置を備えており、例えば、左方向から列車が進入してきた場合、左方向の図示していない列車検知装置が列車の接近を検知して踏切２１Ｂを作動させる。通常であれば列車が踏切２１Ｂを通過して一定時間後に踏切２１Ｂは所定の動作を終了するが、この場合はＡＴＳ受信器５１及び地上子５２を列車検知装置２００と共用しているため、軌道回路開閉スイッチ５３Ｂが列車検知装置２００Ｂの軌道回路を遮断し、引き続き踏切２１Ｂを一定時間動作させ続けることとなる。

このように構成することで、踏切２１Ｂの動作時間は多少延長されることとなるが、ＡＴＳ受信器５１及び地上子５２を一箇所省略することができ、また、電源の供給に係る装置も一箇所省略することができるため、さらに低コストにバックアップ装置を構成することができる。なお、図１１では列車検知装置２００を二つ設けた列車検知システムを例示したが、列車検知装置１００を二つ設けても良いことは言うまでもない。

なお、以上の各実施の形態において、列車通過検知手段として機能するＡＴＳ装置は前述のタイプに限らず、列車の通過を検出可能なものであればいかなるタイプのものでも良い。

なお、以上の各実施の形態において、軌道回路開閉スイッチ５３は軌道回路の信号を遮断する機能を有するとしたが、ケーブルの線間を短絡させる機能を有するものとしても良い。

本発明における第１の実施の形態に係る列車検知装置の構成図である。本発明における第１の実施の形態に係る列車検知装置のうち、パルス軌道回路に関する部分を抽出した構成図である。本発明における第１の実施の形態に係る列車検知装置のパルス軌道回路部分の信号の流れを表す説明図である。本発明における第１の実施の形態に係る列車検知装置に列車が進入した際のパルス軌道回路部分の信号の流れを表す説明図である。本発明における第１の実施の形態に係る列車検知装置との比較例の構成図である。本発明における第２の実施の形態に係る列車検知装置の構成図である。本発明における第２の実施の形態に係る列車検知装置のうち、直流軌道回路に関する部分を抽出した構成図である。本発明における第２の実施の形態に係る列車検知装置の直流軌道回路部分の信号の流れを表す説明図である。本発明における第２の実施の形態に係る列車検知装置に列車が進入した際の直流軌道回路部分の信号の流れを表す説明図である。本発明における第２の実施の形態に係る列車検知装置との比較例の構成図である。本発明における第２の実施の形態に係る列車検知装置を、近接した二つの踏切の間に二つ配備してなる列車検知システムを示す構成図である。

符号の説明

１０レール
２１、２１Ｂ踏切
２２踏切制御装置（踏切制御手段）
３１パルス送信機器（検知信号出力手段）
３２パルス受信機器（検知信号受信手段）
３３パルストランス（トランス）
３４ケーブル
５１ＡＴＳ受信器（列車通過検知手段）
５２地上子（列車通過検知手段）
５３、５３Ｂ軌道回路開閉スイッチ（検知信号遮断手段）
６１、６１Ｂ送信機器（検知信号出力手段）
６２受信機器（検知信号受信手段）
７１ＤＣ／ＤＣコンバータ（変圧手段）
１００、１００Ａ、２００、２００Ａ、２００Ｂ列車検知装置
１１０パルス軌道回路（軌道回路）
１２０、２２０バックアップ装置
２１０直流軌道回路（軌道回路）
３００列車検知システム

Claims

踏切手前の列車検知区間で、各々が列車検知を行う軌道回路及びそのバックアップ装置を備える列車検知装置であって、
前記軌道回路は、
一対のレールと、
前記列車検知区間内に渡って設置され、前記列車検知区間における踏切遠方区間端部で前記各レールに接続されたケーブルと、
前記列車検知区間における踏切近傍区間端部に設置され、前記ケーブルを介して前記各レールに電圧を印加する検知信号出力手段と、
前記列車検知区間における踏切近傍区間端部に設置され、前記各レールを通じて通電を検知すると共に前記踏切近傍区間端部に設置された踏切制御手段に対し検知結果を入力する検知信号受信手段と、を備え、
前記バックアップ装置は、
前記列車検知区間における踏切遠方区間端部で列車の通過を検知する列車通過検知手段を備え、
前記バックアップ装置は、前記列車通過検知手段の電源の供給を、前記軌道回路のケーブルの一部を利用して行うことを特徴とする列車検知装置。
前記軌道回路の前記検知信号出力手段は、パルス電圧を出力し、
前記軌道回路は、前記パルス電圧を変圧するトランスを備えることを特徴とする請求項１に記載の列車検知装置。
前記バックアップ装置は、前記列車通過検知手段への電源の供給を前記ケーブルの一部と前記レールとを用いて行うことを特徴とする請求項２に記載の列車検知装置。
前記軌道回路の前記検知信号出力手段は、直流電圧を出力し、
前記軌道回路は、前記直流電圧を変圧する変圧手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の列車検知装置。
前記列車通過検知手段として、
列車の緊急停止装置として用いられているＡＴＳ装置を利用することを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の列車検知装置。
前記バックアップ装置は、前記軌道回路の列車検知信号としての通電を遮断可能な検知信号遮断手段を備え、
前記列車通過検知手段は、列車を検知した際に前記検知信号遮断手段を動作させて前記検知信号受信手段への列車検知信号を遮断する機能を有することを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の列車検知装置。
二つの踏切の間の区間内に、互いに逆に進行する列車の検知を行う請求項１から６の何れか一項に記載の列車検知装置を二つ備え、
二つの前記列車検知装置は、前記二つの踏切の中間に設けられた一つの列車通過検知手段を共用すると共に、当該列車通過検知手段の列車検知により前記各列車検知装置に対応する踏切制御手段にそれぞれの踏切に対して列車検知時対応の制御を行わせることを特徴とする列車検知システム。