JP5968183B2 - 鉄道用発光機制御回路 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道用発光機制御回路に関する。

鉄道用信号機、合図器、および標識は、色灯の点灯又は滅灯により、列車の運転士に現示（信号や指示を表わすこと）等を伝達する装置である。現示等は、列車の運転士が鉄道用信号機、合図器、または標識の色灯の点灯又は滅灯を目視確認することで伝達されるので、運転士が信号を見落とした場合には、現示等が正しく伝達されず危険である。また、鉄道用信号機、合図器、および標識は、線路脇に建植されるものであるため、設置場所に制約があるという問題もある。

現在に至っても、鉄道用信号機、合図器、または標識の色灯の点灯又は滅灯による現示情報を列車の運転士が目視確認することは、現行の列車運行に必要不可欠な情報伝達方法である。それだけに、列車の運転士に現示等を伝達する鉄道用信号機、合図器、および標識は、その色灯の点灯又は滅灯が視認地点から列車の運転士が確実に視認できるように、その色灯の発光方向が適切な向きになるよう建植されていなければならない。また、鉄道用信号機、合図器、または標識と視認地点とを結ぶ光路上に光を遮断する樹木等の障害物が存在しないようにしなければならない。また、何らかの障害物により、やむを得ず光路が遮断される場合には、現示等の情報を中継するための、中継用の鉄道用信号機、合図器、または標識をさらに設けるなどの対策を行っている。

そのために、鉄道用信号機、合図器、および標識の視認可否が可として正しく確保されていることの確認が重要であるが、現状は鉄道用信号機、合図器、または標識の建植地点と視認地点のそれぞれに作業員を配置して手作業で行われている。建植地点の作業員は、鉄道用信号機、合図器、または標識に付けられている視認可否確認用覗き穴から視認地点の方向を見ることで、その発光方向のおおよその角度を調節する。その後、目視地点の作業員が鉄道用信号機、合図器、または標識の色灯の点灯又は滅灯を目視できた場合には鉄道用信号機、合図器、または標識の視認可否が可であると確認する。目視できなかった場合には、鉄道用信号機、合図器、または標識の視認可否は否であると言えるので、光路上に障害物がないかを調べ、あればそれを除去する。障害物がなければ、建植地点の作業員と携帯電話機または無線機等で連絡し合って、鉄道用信号機、合図器、または標識の発光方向を調節する。この発光方向の調節は、建植地点の作業員が、覗き穴から視認地点の方向を覗きながら微調整することや、視認確認視点において作業員が目視確認することにより行われる。これまでの鉄道用信号機、合図器、および標識の視認可否の確認は、このような手作業と作業員の目視による確認作業を伴うものであるため、作業効率が悪いという問題がある。

そこで、従来、列車の運転士に影響を及ぼさないように、実際に信号機等の点灯又は滅灯することなく、鉄道用信号機、合図器、または標識の視認可否を確認するために、鉄道用信号機、合図器、または標識に取り付けられ且つ確認用ビットパターンの赤外線発光を行う赤外線発光機と、視認地点で前記赤外線発光を撮影する赤外線ビデオカメラとを用いて、赤外線ビデオカメラの撮影画像を画像処理して得られた発光パターンと確認用ビットパターンとの同一性を判定する技術がある（例えば、特許文献１）。

また、上述の特許文献１に記載の技術を用いるような場合において、隣接する複数の鉄道用信号機、合図器、または標識やその他のノイズ成分の中から、目的の鉄道用信号機、合図器、または標識の視認可否の確認を行えるようにする技術がある（例えば、特許文献２）。

特許第４９２５９８７号公報

特開２０１０−１７３５９７号公報

これまでの鉄道信号分野では、１種類の色灯信号機を制御する場合、制御装置と信号機間に少なくとも１ペアのケーブルを接続することが必要とされており、１ペアのケーブルのみで、複数の信号機を個別に点灯制御することはなされていなかった。換言すれば、１つの制御装置から２種類以上の信号機の制御を行う場合、信号機ごとに1ペアのケーブルを用いて制御装置に接続する必要があった。すなわち、複数の信号機を個別に点灯制御するためには、接続に用いるケーブルも信号機の数だけ必要となる。

また、特殊信号発光機においては、１種類の制御装置に対して最大２個の発光機を１ペアのケーブルで並列に接続し、点灯制御している。しかしながら、２個の発光機は同じタイミングで発光する方式となっており、個別に点灯制御する方法は考案されていない。また、従来の特殊信号発光機は、順方向電流と逆方向電流を用いて、点灯制御と断線検知を行っているが、この手法では、点灯制御に２種類以上の情報を用いることができない。このため、1つの制御装置に対して、複数の特殊信号発光機を、図１に示すように並列に接続しても、それらの信号機の発光パターンはすべて同じパターンとなり、個別に制御することができない。すなわち、複数の信号を用いて、複数の情報を伝達したい場合には、情報の数だけ制御装置との接続が必要となっていた。

従来、図１に示されるように、１つの制御装置１を用いて、並列に接続された２つの発光機２−１および発光機２−２を点滅させる場合、スイッチング制御部１１の制御によってスイッチ１２がＯＮ／ＯＦＦされるのと同時に、全ての発光機２が同じパターンで点滅する。換言すれば、従来の回路構成では、発光機２−１および発光機２−２をそれぞれ個別のパターンで点滅させることはできなかった。

すなわち、従来の制御方式では、１個の制御装置に２個以上の信号機および特殊信号発光機を接続した場合、すべての信号機や特殊信号発光機において同じ制御パターンとなってしまうのに対して、１個の制御装置で２個以上の信号機および特殊信号発光機を接続した場合においても、それぞれの信号機や特殊信号発光機を、個別に制御することが望まれている。

ところで、特殊信号発光機は、それぞれの踏切から、視認距離と称される所定の第１の距離（例えば、８００ｍ）以内においては、どの距離からでも特殊信号発光機の発光の状態が確認可能な位置に設置されなければならない。また、それぞれの特殊信号発光機において中継を設けている場合は、複数の踏切に対する中継の特殊信号発光機を共用して用いても良いが、中継ではない特殊信号発光機については、共用が禁止され、それぞれの踏切ごとに異なる特殊信号発光機を用いなければならない。

したがって、複数の踏切が近接されている場合、それぞれの踏切の状態を示すための特殊信号発光機も近接されて建植される。特に、急カーブがあるような場合、図２に示されるように、それぞれの踏切の状態を示すための特殊信号発光機の数が増えてしまう。なお、図２においては、踏切Ａ、踏切Ｂ、または、踏切Ｃのいずれの踏切に対する特殊信号発光機であるかを、それぞれの特殊信号発光機が重用されていないものとして、丸印の中のアルファベットで示した。

すなわち、建植されている特殊信号発光機を利用して、複数の特殊信号発光機が連続して多数存在するような場合においても、誤ることなく、自動的に、特殊信号発光機の視認可否を確認しようとした場合、上述した特許技術を応用して、確認装置を利用したとしても、図１を用いて説明したような、従来の回路構成で接続された制御装置１と発光機２とでは、ひとつの踏切に関する情報を示している特殊信号発光機の全てが同一の点滅パターンとなってしまい、ある踏切に対応する何番目の特殊信号発光機であるかを個別に表すことができない。ひとつの踏切に関する情報を示している特殊信号発光機の全てが同一の点滅パターンとなってしまうことを避けるためには、点滅パターンごとに、制御装置１と発光機２との間で新たにケーブルを配線する必要があった。

例えば、制御装置と特殊信号発光機、特殊信号発光機と特殊信号発光機などを接続するために配線されるケーブルは、野外にさらされた状態で長期間用いられる。したがって、このような用途のケーブルは、例えば、動物にかじられたり、雨風にさらされるといった劣悪な環境下においても長期間使用可能なように、その被覆は、非常に硬く丈夫なものである必要がある。また、制御装置と特殊信号発光機、特殊信号発光機と特殊信号発光機などをケーブルで接続するための工事は、自動化が困難であり、今に至っても、人が行っている。すなわち、ケーブルの配線数を増やすことは、コストや人件費の増大につながる。

また、図２に示されるように、複数の特殊信号発光機が連続して多数存在するような場合、列車運行中においても、運転士が、いずれの踏切の情報を示している何番目の特殊信号発光機が異常発生を通知しているかを、容易に判別することは非常に困難であった。

また、信号機や特殊信号発光機などは、見渡しなどの条件のため、周囲に何もないような場所に設置されている場合が多いため、落雷を受ける可能性が比較的高い。このことを鑑みると、信号機側の発光システムは、できるだけ安価に構築可能であることが望まれる。

また、1つの信号機が複数の発光ユニットを有する場合であっても、図１を用いて説明した従来の回路構成では、１つの発光ユニットに対して、１ペアのケーブルを用いて、１つのスイッチが接続されていた。例えば、１つの信号機に５つの発光ユニットがあった場合、制御ボックスから５対のケーブルが配線されていた。

すなわち、それぞれの信号機や特殊信号発光機等を、個別に制御する場合においても、従来における場合と同様に、１ペアのケーブルの接続のみで行うことにより、ケーブル敷設時のコストや工期の問題を解決したいという要求があった。

そこで、本発明は、上記課題を解決すること、すなわち、ひとつの制御装置から、複数の情報を持つ信号を送信し、１ペアのケーブルだけで接続された複数の発光機において、選択的に情報を受信して提示することができる、鉄道用発光機制御回路を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の鉄道用発光機制御回路の第１の側面は、制御装置が、複数の周波数の信号をそれぞれ生成する生成手段と、複数の周波数の信号のそれぞれのスイッチングを制御するスイッチング制御手段とを備え、複数の周波数の信号はが、１ペアのケーブルで鉄道用発光機に送信され、鉄道用発光機は、発光ダイオードと、所定の周波数の信号のみを発光ダイオードに通過させるためのフィルタとを備える。

本発明の鉄道用発光機制御回路の他の側面は、鉄道用発光機が、１つの制御装置に対して、複数、直列に接続されており、発光ダイオードとフィルタとで、並列共振回路を構成している。

本発明の鉄道用発光機制御回路の他の側面は、鉄道用発光機が、１つの制御装置に対して、複数、直列に接続されており、発光ダイオードとフィルタとで、直列共振回路を構成している。

本発明の鉄道用発光機制御回路の他の側面は、生成手段が、断線検知用の周波数の信号を生成し、制御装置が、断線検知用の周波数の信号のレベルを監視することにより断線を検知する断線検知手段をさらに備える。

本発明の鉄道用発光機制御回路の他の側面は、鉄道用発光機が、１つの制御装置に対して、複数、並列に接続されており、発光ダイオードとフィルタとで、並列共振回路を構成している。

本発明の鉄道用発光機制御回路の他の側面は、鉄道用発光機が、１つの制御装置に対して、複数、並列に接続されており、発光ダイオードとフィルタとで、直列共振回路を構成している。

本発明の鉄道用発光機制御回路の他の側面は、制御装置が、所定の周波数の信号を半波整流する半波整流手段をさらに備え、スイッチング制御手段が、複数の周波数の信号のそれぞれに加えて、半波整流手段により半波整流された正極性および負極性の信号に対しても、それぞれ、スイッチングを制御し、鉄道用発光機の発光ダイオードが、所定の極性の信号のみを通過するような極性で接続されている。

本発明の鉄道用発光機制御回路の第２の側面は、制御装置が、少なくとも１種類の周波数で信号を生成する生成手段と、生成手段により生成された、所定の周波数の信号を半波整流する半波整流手段と、半波整流手段により半波整流された、正極性および負極性の信号のそれぞれのスイッチングを制御するスイッチング制御手段とを備え、正極性および負極性の信号は、１ペアのケーブルで鉄道用発光機に送信され、鉄道用発光機は、発光ダイオードを備え、発光ダイオードは、所定の極性の信号のみを通過するような極性で接続されている。

本発明の鉄道用発光機制御回路の他の側面は、鉄道用発光機が、１つの制御装置に対して、複数、直列に接続されており、発光ダイオードとフィルタとで、並列共振回路を構成している。

本発明の鉄道用発光機制御回路の他の側面は、鉄道用発光機が、１つの制御装置に対して、複数、直列に接続されており、発光ダイオードとフィルタとで、直列共振回路を構成している。

本発明の鉄道用発光機制御回路の他の側面は、生成手段が、断線検知用の周波数の信号を生成し、制御装置が、断線検知用の周波数の信号のレベルを監視することにより断線を検知する断線検知手段をさらに備える。

本発明の鉄道用発光機制御回路の他の側面は、鉄道用発光機が、１つの制御装置に対して、複数、並列に接続されており、発光ダイオードとフィルタとで、並列共振回路を構成している。

本発明の鉄道用発光機制御回路の他の側面は、鉄道用発光機が、１つの制御装置に対して、複数、並列に接続されており、発光ダイオードとフィルタとで、直列共振回路を構成している。

本発明によれば、ひとつの制御装置から、１ペアのケーブルだけを用いて、複数の情報を示す信号を送信し、複数の発光機において、選択的に情報を受信して提示することができる。

従来の回路について説明するための図である。 カーブ地点に複数の踏切が設けられている場合に建植される特殊信号発光機について説明するための図である。 第１の回路例を示す図である。 第２の回路例を示す図である。 第３の回路例を示す図である。 第４の回路例を示す図である。 第５の回路例を示す図である。 第６の回路例を示す図である。 第７の回路例を示す図である。 第８の回路例を示す図である。 第９の回路例を示す図である。 第１０の回路例を示す図である。 確認装置の構成を示すブロック図である。 確認装置の信号検査処理について説明するためのフローチャートである。 制御装置の異なる構成例を図である。 異常検出処理１について説明するためのフローチャートである。 信号パターン検出処理１について説明するためのフローチャートである。 制御装置の異なる構成例を図である。 異常検出処理２について説明するためのフローチャートである。 信号パターン検出処理２について説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の一実施の形態について、図３〜図２０を参照しながら説明する。また、以下において、発光機とは、特殊信号発光機を構成する発光機や、信号機等を構成する発光機等を示す。

上述した問題を解決するために、制御装置と発光機の間を接続する１ペアのケーブルに複数の高周波信号を送信するか、または、特定の極性の信号を送信するか、もしくは、それぞれの周波数において特定の極性の信号を送信することができる回路を提案する。発光機側は、そのうちの特定の周波数の信号、または、特定の極性の信号、もしくは、特定の周波数かつ特定の極性の信号のみを取り出し、その信号に応じた制御を実行する。図３〜図１３を参照して、制御装置と発光機の回路構成について説明する。

第１グループの構成例においては、１つの制御装置が、複数の発振回路（特定の周波数の信号を生成する回路）とそれらを送信制御する機能を有し、周波数ごとにスイッチング制御を行って、周波数ごとに異なる情報を持たせ、それらの信号を混在させて、１ペアの信号線を用いて、複数の発光機のそれぞれに送信する。複数の発光機は、フィルタと発光ダイオードを実装し、フィルタには、特定の周波数の信号のみが流れるか、または、特定の周波数の信号は流れないようにする。すなわち、発光ダイオードには、選択的に特定の周波数の信号のみが流れるので、複数の発光機は、それぞれに所定の周波数の信号に含まれる情報に基づいて発光する。

図３は、制御装置３１に複数の発光機３２を直列に接続し、発光機３２を並列共振により発光させる場合の回路図である。

制御装置３１は、スイッチング制御部４１、スイッチング制御部４１によりスイッチングされるスイッチ４２−１，４２−２，４２−３、スイッチ４２−１に接続された発振部４３−１、スイッチ４２−２に接続された発振部４３−２、スイッチ４２−３に接続された発振部４３−３、および、断線検知部４４で構成されている。

スイッチング制御部４１は、スイッチ４２−１，４２−２，４２−３のスイッチングを行う。スイッチ４２−１，４２−２，４２−３は、それぞれ異なる周波数の信号を生成する発振部４３−１，４３−２，４３−３に接続されている。すなわち、スイッチ４２−１のスイッチングにより与えられるパターンが示す情報は発振部４３−１が生成する周波数の信号として、スイッチ４２−２のスイッチングにより与えられるパターンが示す情報は発振部４３−２が生成する周波数の信号として、スイッチ４２−３のスイッチングにより与えられるパターンが示す情報は発振部４３−３が生成する周波数の信号として、制御装置３１から、直列に接続されている複数の発光機３２のそれぞれに送信される。また、ここではスイッチ４２−１，４２−２，４２−３を、スイッチの回路記号を使用して図示しているが、例えば、トランジスタを使用したスイッチング回路のような、デジタル回路によるスイッチング制御方法を使用して制御してもよい。

断線検知部４４は、発振部４３−３が生成する周波数の、ケーブルの信号レベルを監視する機能を実装し、発振部４３−３が生成する周波数の信号レベルがある一定の値以下となった場合、断線が発生していることを検知することができる。

発振部４３−１，４３−２，４３−３は、それぞれ、異なる周波数の信号を生成する。ここでは、情報伝達用に発振部４３−１が１０ｋＨｚの信号を、発振部４３−２が２０ｋＨｚの信号を生成し、断線検知用に発振部４３−３が５０ｋＨｚの信号を生成しているものとして説明しているが、それぞれ、異なる周波数であれば、これら３種類の周波数とは異なる周波数の信号を生成してもよいことは言うまでもない。

また、ここでは、発光機３２−１,３２−２の２つの発光機３２を制御装置３１が制御している場合を図示して説明しているが、制御装置３１において、情報伝達用に３つ以上の発振部４３を備え、スイッチング制御部４１が３つ以上のスイッチ４２をスイッチングし、３種類以上の周波数の信号を用いて情報を送信することにより、３つ以上の発光機３２を制御装置３１に接続して制御させてもよいことは言うまでもない。

発光機３２−１は、１０ｋＨｚの周波数の信号を遮断するフィルタ５１と、発光ダイオード５２を有する。フィルタ５１には、例えば、コイルとコンデンサによる並列共振回路が用いられる。フィルタ５１、すなわち、コイルとコンデンサと、発光ダイオード５２は並列に接続され、並列共振回路を構成している。フィルタ５１の働きにより、発光ダイオード５２には、１０ｋＨｚの周波数の電流のみが流れるため、発光機３２−１の発光ダイオード５２は、１０ｋＨｚの周波数成分を持つパターン化した信号、すなわち、制御装置３１においてスイッチ４２−１のスイッチングにより与えられるパターンに基づいた信号が流れる。したがって、発光機３２−１の発光ダイオード５２は、スイッチ４２−１のスイッチングにより与えられる情報を伝達するためのパターンで点滅する。

そして、発光機３２−２は、２０ｋＨｚの周波数の信号を遮断するフィルタ５３と、発光ダイオード５２を有する。フィルタ５３には、例えば、コイルとコンデンサによる並列共振回路が用いられる。フィルタ５３、すなわち、コイルとコンデンサと、発光ダイオード５２は並列に接続され、並列共振回路を構成している。フィルタ５３の働きにより、発光ダイオード５２には、２０ｋＨｚの周波数の電流のみが流れるため、発光機３２−２の発光ダイオード５２は、２０ｋＨｚの周波数成分を持つパターン化した信号、すなわち、制御装置３１においてスイッチ４２−２のスイッチングにより与えられるパターンに基づいた信号が流れる。したがって、発光機３２−２の発光ダイオード５２は、スイッチ４２−２のスイッチングにより与えられる情報を伝達するためのパターンで点滅する。

このようにして、１つの制御装置３１から、１ペアのケーブルで直列接続されている複数の発光機３２を、それぞれ異なる情報を伝達するためのパターンで点滅させることができる。

図４は、図３を用いて説明した場合と同一の制御装置３１に、複数の発光機６１を直列に接続し、発光機６１を直列共振により発光させる場合の回路図である。

制御装置３１は、スイッチ４２−１のスイッチングにより与えられるパターンが示す情報を発振部４３−１が生成する周波数の信号として、スイッチ４２−２のスイッチングにより与えられるパターンが示す情報を発振部４３−２が生成する周波数の信号として、スイッチ４２−３のスイッチングにより与えられるパターンが示す情報を発振部４３−３が生成する周波数の信号として、直列に接続されている複数の発光機３２のそれぞれに送信する。また、ここではスイッチ４２−１，４２−２，４２−３を、スイッチの回路記号を使用して図示しているが、例えば、トランジスタを使用したスイッチング回路のような、デジタル回路によるスイッチング制御方法を使用して制御してもよい。

発光機６１−１は、１０ｋＨｚの周波数のみを通過させるフィルタ７１、発光ダイオード５２、および、１０ｋＨｚ以外の周波数の信号を通過させる負荷７２を有する。フィルタ７１には、例えば、コイルとコンデンサによる直列共振回路が用いられる。フィルタ７１、すなわち、コイルとコンデンサと、発光ダイオード５２は直列に接続され、直列共振回路を構成している。フィルタ７１の働きにより、発光ダイオード５２には、１０ｋＨｚの周波数の電流のみが流れるため、発光機３２−１の発光ダイオード５２は、１０ｋＨｚの周波数成分を持つパターン化した信号、すなわち、制御装置３１においてスイッチ４２−１のスイッチングにより与えられるパターンに基づいた信号が流れ、負荷７２には、１０ｋＨｚ以外の周波数の電流が流れる。したがって、発光機６１−１の発光ダイオード５２は、スイッチ４２−１のスイッチングにより与えられる情報を伝達するためのパターンで点滅する。

発光機６１−２は、２０ｋＨｚの周波数のみを通過させるフィルタ７３、発光ダイオード５２、および、負荷７４を有する。フィルタ７３には、例えば、コイルとコンデンサによる直列共振回路が用いられる。フィルタ７３、すなわち、コイルとコンデンサと、発光ダイオード５２は直列に接続され、直列共振回路を構成している。フィルタ７３の働きにより、負荷７４には２０ｋＨｚ以外の周波数の電流が流れ、発光ダイオード５２には、２０ｋＨｚの周波数の電流のみが流れるため、発光機６１−２の発光ダイオード５２は、２０ｋＨｚの周波数成分を持つパターン化した信号、すなわち、制御装置３１においてスイッチ４２−２のスイッチングにより与えられるパターンに基づいた信号が流れ、負荷７４には、２０ｋＨｚ以外の周波数の電流が流れる。したがって、発光機６１−２の発光ダイオード５２は、スイッチ４２−２のスイッチングにより与えられる情報を伝達するためのパターンで点滅する。

このようにして、１つの制御装置３１から、１ペアのケーブルで直列接続されている複数の発光機６１を、それぞれ異なる情報を伝達するためのパターンで点滅させることができる。

また、図３および図４を用いて説明した回路構成を用いた場合、発振周波数の種類、スイッチの数、フィルタの種類を増やすことにより、直列接続可能な発光機の数を増やすことが可能である。また、図３および図４を用いて説明した回路構成を用いた場合、断線検知を容易に行うことが可能となる。

図５は、制御装置８１に、図３を用いて説明した場合と同様の複数の発光機３２を並列に接続し、発光機３２を並列共振により発光させる場合の回路図である。

制御装置８１は、スイッチング制御部４１、スイッチング制御部４１によりスイッチングされるスイッチ４２−１，４２−２、スイッチ４２−１に接続された発振部４３−１、および、スイッチ４２−２に接続された発振部４３−２で構成されている。

ここでは、スイッチング制御部４１は、スイッチ４２−１，４２−２のスイッチングを行う。スイッチ４２−１，４２−２は、それぞれ異なる周波数の信号を生成する発振部４３−１，４３−２に接続されている。すなわち、スイッチ４２−１のスイッチングにより与えられるパターンが示す情報は発振部４３−１が生成する周波数の信号として、スイッチ４２−２のスイッチングにより与えられるパターンが示す情報は発振部４３−２が生成する周波数の信号として、制御装置８１から、並列に接続されている複数の発光機３２のそれぞれに送信される。また、ここではスイッチ４２−１，４２−２，４２−３を、スイッチの回路記号を使用して図示しているが、例えば、トランジスタを使用したスイッチング回路のような、デジタル回路によるスイッチング制御方法を使用して制御してもよい。

そして、発光機３２−１においては、図３を用いて説明した場合と同様に、フィルタ５１の働きにより、発光ダイオード５２には、１０ｋＨｚの周波数の電流のみが流れる。このため、発光機３２−１の発光ダイオード５２は、１０ｋＨｚの周波数成分を持つパターン化した信号、すなわち、制御装置３１においてスイッチ４２−１のスイッチングにより与えられるパターンに基づいた信号が流れ、スイッチ４２−１のスイッチングにより与えられる情報を伝達するためのパターンで点滅する。また、発光機３２−２においても、図３を用いて説明した場合と同様に、フィルタ５３の働きにより、発光ダイオード５２には、２０ｋＨｚの周波数の電流のみが流れる。このため、発光機３２−２の発光ダイオード５２は、２０ｋＨｚの周波数成分を持つパターン化した信号、すなわち、制御装置３１においてスイッチ４２−２のスイッチングにより与えられるパターンに基づいた信号が流れ、スイッチ４２−２のスイッチングにより与えられる情報を伝達するためのパターンで点滅する。

このようにして、１つの制御装置８１から、１ペアのケーブルで並列接続されている複数の発光機３２を、それぞれ異なる情報を伝達するためのパターンで点滅させることができる。

図６は、図５を用いて説明した場合と同一の制御装置８１に、図４を用いて説明した場合と同様の複数の発光機６１を並列に接続し、発光機６１を直列共振により発光させる場合の回路図である。

すなわち、制御装置８１は、スイッチ４２−１のスイッチングにより与えられるパターンが示す情報を、発振部４３−１が生成する周波数の信号として、スイッチ４２−２のスイッチングにより与えられるパターンが示す情報を、発振部４３−２が生成する周波数の信号として、並列に接続されている複数の発光機６１のそれぞれに送信する。そして、直列共振回路により構成されている発光機６１−１の発光ダイオード５２は、スイッチ４２−１のスイッチングにより与えられる情報を伝達するためのパターンで点滅し、直列共振回路により構成されている発光機６１−２の発光ダイオード５２は、スイッチ４２−２のスイッチングにより与えられる情報を伝達するためのパターンで点滅する。また、ここではスイッチ４２−１，４２−２，４２−３を、スイッチの回路記号を使用して図示しているが、例えば、トランジスタを使用したスイッチング回路のような、デジタル回路によるスイッチング制御方法を使用して制御してもよい。

このようにして、１つの制御装置８１から、１ペアのケーブルで並列接続されている複数の発光機６１を、それぞれ異なる情報を伝達するためのパターンで点滅させることができる。

また、図５および図６を用いて説明した回路構成を用いた場合、図３および図４と同様の断線検知を行うことはできないが、図３および図４を用いて説明した場合と同様に、発振周波数の種類、スイッチの数、フィルタの種類を増やすことにより、並列接続可能な発光機の数を増やすことが可能である。また、発光機３２または発光機６１を並列に接続した場合、図１を用いて説明したような従来における回路構成に対して、フィルタや負荷の追加と発光機内部の配線の変更を行うのみで、制御システムを更新することができ、制御装置８１と発光機３２または発光機６１を接続する長いケーブルを引きなおす必要がないため、回路の変更にかかるコストおよび工数を抑えることができる。

つぎに、第２グループの構成例においては、１つの制御装置が、少なくとも１つの発振回路（特定の周波数の信号を生成する回路）と、信号波形を＋側および−側に整流、すなわち、半波整流することができる回路を備え、それぞれの方向の電流に対してスイッチング制御を行い、それぞれに異なる情報を持たせ、１ペアの信号線を用いて、複数の発光機のそれぞれに送信する。

また、制御装置は、発光機が直列に接続されている場合、２つ以上の発振回路を有して、そのうち１つを断線検知用に用いても良い。複数の発光機は、発振周波数が１種類である場合は、発光ダイオードの極性によって、選択的に、いずれかの方向の電流に基づいたパターンで発光する。なお、制御装置からの信号に、複数の発振周波数が混在している場合、発光機は、フィルタを実装することによって、発光ダイオードに、特定の周波数の信号のみを流すようにする。

図７は、制御装置９１に、複数の発光機３２−１および発光機９２を直列に接続し、発光機３２−１および９２のそれぞれを並列共振により発光させる場合の回路図である。

制御装置９１は、スイッチング制御部４１、スイッチング制御部４１によりスイッチングされるスイッチ４２−１，４２−２，４２−３、スイッチ４２−１に接続された整流回路１０１、スイッチ４２−２に接続された整流回路１０２、整流回路１０１および整流回路１０２と接続された発振部４３−１、スイッチ４２−３に接続された発振部４３−３、ならびに、断線検知部４４で構成されている。

スイッチング制御部４１は、スイッチ４２−１，４２−２，４２−３のスイッチングを行う。スイッチ４２−１とスイッチ４２−２とは、半波整流回路１０１および半波整流回路１０２により、それぞれ異なる極性を有する電流が流され、半波整流回路１０１および半波整流回路１０２と、スイッチ４２−３とは、異なる周波数の信号を生成する発振部４３−１または４３−３に接続されている。すなわち、スイッチ４２−１のスイッチングにより与えられるパターンが示す情報は、発振部４３−１が生成する周波数の、正極性の信号として、スイッチ４２−２のスイッチングにより与えられるパターンが示す情報は、発振部４３−１が生成する周波数の、負極性の信号として、スイッチ４２−３のスイッチングにより与えられるパターンが示す情報は、発振部４３−３が生成する周波数の信号として、制御装置９１から、直列に接続されている複数の発光機３２−１および発光機９２のそれぞれに送信される。また、ここではスイッチ４２−１，４２−２，４２−３を、スイッチの回路記号を使用して図示しているが、例えば、トランジスタを使用したスイッチング回路のような、デジタル回路によるスイッチング制御方法を使用して制御してもよい。

発振部４３−１および４３−３は、それぞれ、異なる周波数の信号を生成する。ここでは、情報伝達用に発振部４３−１が１０ｋＨｚの信号を、断線検知用に発振部４３−３が５０ｋＨｚの信号を生成しているものとして説明しているが、それぞれ、異なる周波数であれば、これら２種類の周波数とは異なる周波数の信号を生成してもよいことは言うまでもない。

発光機３２−１は、図３を用いて説明した発光機３２−１と同一のものであるので、その詳細な説明は省略する。発光機３２−１の発光ダイオード５２は、その極性と、フィルタ５１の働きとにより、１０ｋＨｚの周波数かつ正極性の信号のみ通過させるため、スイッチ４２−１のスイッチングにより与えられるパターンの通りに点滅する。

発光機９２は、１０ｋＨｚの周波数の信号を遮断するフィルタ５１と、発光機３２−１の発光ダイオード５２とは極性が逆となるように接続されている発光ダイオード１１１を有する。フィルタ５１には、例えば、コイルとコンデンサによる並列共振回路が用いられる。フィルタ５１、すなわち、コイルとコンデンサと、発光ダイオード１１１は並列に接続され、並列共振回路を構成している。発光ダイオード１１１は、その極性と、フィルタ５１の働きとにより、１０ｋＨｚの周波数かつ負極性の電流のみが流れるため、スイッチ４２−２のスイッチングにより与えられるパターンの通りに点滅する。

このようにして、１つの制御装置９１から、１ペアのケーブルで直列接続されている複数の発光機３２−１および発光機９２を、それぞれ異なる情報を伝達するためのパターンで点滅させることができる。

図８は、図７を用いて説明した場合と同一の制御装置９１に、複数の発光機６１−１および１２１を直列に接続し、発光機６１−１および発光機１２１を直列共振により発光させる場合の回路図である。

発光機６１−１は、図４を用いて説明した発光機６１−１と同一のものであるので、その詳細な説明は省略する。発光機６１−１の発光ダイオード５２は、その極性と、フィルタ７１の働きとにより、１０ｋＨｚの周波数かつ正極性の信号のみ通過させるため、スイッチ４２−１のスイッチングにより与えられるパターンの通りに点滅する。

発光機１２１は、１０ｋＨｚの周波数のみを通過させるフィルタ７１、負荷７４、発光機６１−１の発光ダイオード５２とは極性が逆となるように接続されている発光ダイオード１１１を有する。フィルタ７１には、例えば、コイルとコンデンサによる直列共振回路が用いられる。フィルタ７１、すなわち、コイルとコンデンサと、発光ダイオード１１１は直列に接続され、直列共振回路を構成している。発光ダイオード１１１には、フィルタ７１の働きとその極性により、１０ｋＨｚの周波数かつ負極性の電流のみが流れるため、スイッチ４２−２のスイッチングにより与えられるパターンの通りに点滅する。

このようにして、１つの制御装置９１から、１ペアのケーブルで直列接続されている複数の発光機６１−１および発光機１２１を、それぞれ異なる情報を伝達するためのパターンで点滅させることができる。また、図７および図８を用いて説明した回路構成を用いた場合、断線検知を容易に行うことが可能となる。

図９は、半波整流回路を有する制御装置１３１が、複数の発光機１３２および１３３を並列に接続し、発光ダイオードの極性によって信号を選択させて発光させる場合の回路図である。

制御装置１３１は、スイッチング制御部４１、スイッチング制御部４１によりスイッチングされるスイッチ４２−１および４２−２、スイッチ４２−１に接続された整流回路１０１、スイッチ４２−２に接続された整流回路１０２、ならびに、整流回路１０１および整流回路１０２と接続された発振部４３−１で構成されている。

スイッチング制御部４１は、スイッチ４２−１および４２−３のスイッチングを行う。スイッチ４２−１とスイッチ４２−２とは、半波整流回路１０１および半波整流回路１０２により、それぞれ異なる極性を有する電流が流される。すなわち、スイッチ４２−１のスイッチングにより与えられるパターンが示す情報は、発振部４３−１が生成する周波数の、正極性の信号として、スイッチ４２−２のスイッチングにより与えられるパターンが示す情報は、発振部４３−１が生成する周波数の、負極性の信号として、制御装置１３１から、直列に接続されている複数の発光機１３２および１３３のそれぞれに送信される。

発光機１３２は、正極性の電流のみ通過させる発光ダイオード５２を含んで構成される。発光機１３２の発光ダイオード５２は、その極性により、正極性の信号のみ通過させるため、スイッチ４２−１のスイッチングにより与えられるパターンの通りに点滅する。

発光機１３３は、負極性の電流のみ通過させる発光ダイオード１１１を含んで構成される。発光機１３３のダイオード１１１は、その極性により、負極性の信号のみ通過させるため、スイッチ４２−２のスイッチングにより与えられるパターンの通りに点滅する。

このようにして、１つの制御装置１３１から、１ペアのケーブルで並列接続されている複数の発光機１３２および発光機１３３を、それぞれ異なる情報を伝達するためのパターンで点滅させることができる。

図１０は、図９の発光機１３２および発光機１３３に代わって、並列共振回路を含む発光機３２−１および発光機９２を用いた場合、すなわち、半波整流回路を有する制御装置１３１が、複数の発光機３２−１および９２を並列に接続し、それぞれの発光機を並列共振により発光させる場合の回路図である。

そして、図１１は、図９の発光機１３２および発光機１３３に代わって、直列共振回路を含む発光機６１−１および発光機１２１を用いた場合、すなわち、半波整流回路を有する制御装置１３１が、複数の発光機６１−１および１２１を並列に接続し、それぞれの発光機を直列共振により発光させる場合の回路図である。

また、図９〜図１１を用いて説明した回路構成を用いた場合、図７または図８を用いて説明したような断線検知を行うことはできないが、図１を用いて説明したような従来における回路構成に対して、フィルタや負荷の追加と発光機内部の配線の変更を行うのみでシステムを更新させることができ、制御装置１３１と複数の発光機とを接続する長いケーブルを引きなおす必要がないため、回路の変更にかかるコストおよび工数を抑えることができる。

このように、図７〜図１１を用いて説明した回路においては、制御装置において、１種類の周波数で２種類の異なる情報を意味する信号を送信することが可能となり、発振部４３の個数を削減することができる。

次に、第３グループの構成例は、第１グループと第２グループとのそれぞれの特徴を併せ持つものである。

図１２は、制御装置１５１において、複数種類の周波数の信号のそれぞれを半波整流して、複数種類の情報を表す信号パターンを１ペアのケーブルを用いて複数の発光機に送信し、制御装置１５１に対して並列接続された発光機が並列共振により発光する場合の回路図である。

制御装置１５１は、スイッチング制御部４１、スイッチング制御部４１によりスイッチングされるスイッチ４２−１，４２−２，４２−３，４２−４、スイッチ４２−１に接続された整流回路１０１−１、スイッチ４２−２に接続された整流回路１０２−１、スイッチ４２−３に接続された整流回路１０１−２、スイッチ４２−４に接続された整流回路１０２−２、整流回路１０１−１および整流回路１０２−１と接続された発振部４３−１、ならびに、整流回路１０１−２および整流回路１０２−２と接続された発振部４３−２で構成されている。

制御装置１５１には、並列共振回路を有する発光機３２−１，３２−２、および、発光機９２−１，９２−２が並列に接続されている。

発光機３２−１の発光ダイオード５２には、１０ｋＨｚの周波数かつ正極性の電流のみが通過する。したがって、発光機３２−１の発光ダイオード５２は、スイッチ４２−１のスイッチングにより与えられるパターンの通りに点滅する。

発光機３２−２の発光ダイオード５２には、２０ｋＨｚの周波数かつ正極性の電流のみが通過する。したがって、発光機３２−２の発光ダイオード５２は、スイッチ４２−３のスイッチングにより与えられるパターンの通りに点滅する。

発光機９２−１のダイオード１１１には、１０ｋＨｚの周波数かつ負極性の電流のみが通過する。したがって、発光機９２−１のダイオード１１１は、スイッチ４２−２のスイッチングにより与えられるパターンの通りに点滅する。

発光機９２−２のダイオード１１１には、２０ｋＨｚの周波数かつ負極性の電流のみが通過する。したがって、発光機９２−１のダイオード１１１は、スイッチ４２−４のスイッチングにより与えられるパターンの通りに点滅する。

このようにして、２種類の周波数を生成するとともに半波整流回路を備えた１つの制御装置１５１から、１ペアのケーブルで並列接続されている複数の発光機３２−１,３２−２、および、発光機９２−１，９２−２を、それぞれ異なる情報を伝達するためのパターンで点滅させることができる。

なお、ここでは、２つの発振周波数の信号をそれぞれ半波整流することにより、４つの発光機３２−１,３２−２、および、９２−１，９２−２をそれぞれ異なるパターンで点滅する場合について説明したが、発振周波数の種類を増やすことにより、接続可能な発光機の数を増加することが可能である。

また、ここでは、制御装置１５１に、並列共振回路を有する複数の発光機を並列に接続した場合について説明したが、上述した場合と同様にして、制御装置１５１には、直列共振回路を有する複数の発光機を直列に接続したり、直列共振回路を有する複数の発光機を並列に接続したり、並列共振回路を有する複数の発光機を直列に接続することが可能であるのは言うまでもない。

なお、発光機を直列に接続した場合、制御装置１５１には、スイッチをさらに１つ備え、そのスイッチに接続された、発振部４３−１および４３−２とは異なる周波数の信号を生成する発振部４３−３、ならびに、断線検知部４４をさらに設けるようにしてもよい。

図３〜図１２を用いて説明した回路は、すべて、１つの制御装置から１ペアのケーブルを用いて複数の発光機を直列または並列に接続し、それぞれの発光機をそれぞれ異なる情報をあらわす異なるパターンで点滅可能とする。この回路を利用して、複数の特殊信号発光機が連続して多数存在するような場合においても、誤ることなく、自動的に、特殊信号発光機の視認可否を点検し確認することができる。

また、このような回路を適用することにより、例えば、信号機が複数の発光ユニットを有している場合において、制御箱等から１ペアのケーブルを信号機に配線するだけで、複数の発光ユニットをそれぞれ個別に点灯制御することが可能となる。したがって、信号機の設置にかかるコストや工数を削減することが可能となる。

次に、図１３および図１４を参照して、図３〜図１２を用いて説明した各種回路を利用して、複数の特殊信号発光機が連続して多数存在するような場合においても、誤ることなく、自動的に、信号機の視認可否を点検し確認するための確認装置の構成および処理について説明する。

特殊信号発光機の視認可否を点検し確認する場合、それぞれの特殊信号発光機に設けられた、図３〜図１２を用いて説明したいずれかの制御装置は、接続されている複数の特殊信号発光機を、どの踏切に対応する何番目の特殊信号発光機であるかを区別可能なパターンで点滅させる。例えば、検測車または営業列車などに、上述した特許文献（特許第４９２５９８７号公報または特開２０１０−１７３５９７号公報）に記載の確認装置を搭載し、運転士の視野と同等の視野となるように画像を撮像して解析させることにより、複数の特殊信号発光機が連続して多数存在するような場合においても、誤ることなく、自動的に、特殊信号発光機の視認可否を点検し確認することが可能となる。

図１３は、確認装置２０１の構成を示すブロック図である。

確認装置２０１は、ビデオカメラ２１１、Ａ／Ｄ変換部２１２、画像データ蓄積部２１３、制御部２１４、入力部２１５、設定部２１６、プログラム記憶部２１７、データ記憶部２１８、および、表示部２１９で構成されている。

ビデオカメラ２１１は、運転士の視野と同等の視野において、所定のサンプリングデータ（例えば、３０Ｈｚ）で、画像を撮像し、Ａ／Ｄ変換部２１２に供給する。

Ａ／Ｄ変換部２１２は、ビデオカメラ２１１から供給されたアナログの撮像データをデジタル画像データに変換し、画像データ蓄積部２１３に供給する。

画像データ蓄積部２１３は、Ａ／Ｄ変換部２１２から供給されたデジタル画像データを蓄積する。

制御部２１４は、プログラムに従って演算制御を行うことにより、画像データ蓄積部２１３に蓄積された画像の処理や、画像処理の結果、それぞれの特殊信号発光機の点滅パターンを正しく認識できたか否かを判断する処理などを実行したり、例えば、入力部２１５により入力された情報をデータ記憶部２１８に記憶させるなど、確認装置２０１の各部の処理を制御する。

入力部２１５は、例えば、それぞれの特殊信号発光機の点滅パターンなど、処理に必要な各種データなどの入力を受ける。

設定部２１６は、制御部２１４による演算制御のための各種の設定を行う。

プログラム記憶部２１７は、制御部２１４が実行する演算制御プログラムを記憶する。

データ記憶部２１８は、例えば、入力部２１５から入力された各種情報や、制御部が演算制御プログラムを実行することにより得られた結果などの各種データを記憶する。

表示部２１９は、例えば、液晶表示パネルやＬＥＤ（Light Emitting Diode）表示パネルなどで構成され、制御部２１４の制御に基づいて、例えば、視認可否の判定結果などを運転士または保全関係社員などに知らせるための所定の情報を表示する。

なお、図１３においては、例えば、視認可否の判定結果などを運転士または保全関係社員などに知らせるために、表示部２１９を備えるものとして説明したが、確認装置２０１には、例えば、表示部２１９に代わって、または、表示部２１９に加えて、音声出力部などを備え、音声を用いて、例えば、視認可否の判定結果などを運転士または保全関係社員などに知らせる事ができるようにしても良い。

次に、図１４のフローチャートを参照して、確認装置２０１の信号検査処理について説明する。

このとき、制御装置のスイッチング制御部４１は、それぞれ、いずれの踏切の、何番目の発光機であるかを区別可能な信号検査用パターンを、対応する信号がそれぞれ発光することができるようにスイッチ４２のスイッチング動作を制御している。

また、確認装置２０１においては、予め、入力部２１５から、検査区間中、いずれの踏切の、何番目の発光機であるかを区別可能な信号検査用パターンと、それらが確認されるべき順番や区間を示す情報が入力され、データ記憶部２１８に記憶されている。

ステップＳ１１において、制御部２１４は、データ記憶部２１８に記憶されている信号検査用パターンを読み込む。

ステップＳ１２において、制御部２１４は、ステップＳ１１において読み込まれた信号検査用パターンから、次に取得するべき信号のパターンを抽出する。

ステップＳ１３において、Ａ／Ｄ変換部２１２は、ビデオカメラ２１１により所定のサンプリングデータで撮像された画像を取得し、アナログの撮像データをデジタル画像データに変換し、画像データ蓄積部２１３に供給する。そして、画像データ蓄積部２１３は、Ａ／Ｄ変換部２１２から供給されたデジタル画像データを蓄積する。

ステップＳ１４において、制御部２１４は、例えば、上述した特許文献（特許第４９２５９８７号公報または特開２０１０−１７３５９７号公報）に記載の処理などにより、画像データ蓄積部２１３に蓄積されているデジタル画像データを解析し、ステップＳ１２において抽出された、次に取得するべき信号のパターンが正しく撮像されているか否かの判別処理を実行する。

ステップＳ１５において、制御部２１４は、ステップＳ１４の判別処理の結果、所定の区間内で、対応する信号パターンに合致する点滅を検出できたか否かを判断する。

ステップＳ１５において、対応する信号パターンに合致する点滅を検出できたと判断された場合、ステップＳ１６において、制御部２１４は、データ記憶部２１８に、いずれの踏切に対応する何番目の信号が視認できたかを示す検出済みログを記録する。

ステップＳ１５において、対応する信号パターンに合致する点滅を検出できなかったと判断された場合、ステップＳ１７において、制御部２１４は、表示部２１９を制御して、いずれの踏切に対応する何番目の信号が視認できなかったかを示すエラー通知を行うとともに、データ記憶部２１８に、いずれの踏切に対応する何番目の信号が視認できなかったかを示すエラー検出ログを残す。

ステップＳ１８において、制御部２１４は、信号用検査パターンを用いた視認可否確認が全て終わったか否かを判断する。

ステップＳ１８において、視認可否確認が全て終わっていないと判断された場合、処理は、ステップＳ１２に戻り、それ以降の処理が繰り返される。ステップＳ１８において、視認可否確認が全て終わったと判断された場合、処理が終了される。

このような処理により、複数の信号機が連続して多数存在するような場合においても、誤ることなく、自動的に、信号機の視認可否を点検し確認することが可能となる。

また、上述した処理を応用することにより、緊急停止信号以外にも、ある程度緊急性が低い故障などを、列車を運行中の運転士などに知らせたり、必要に応じて、保全関係社員などに知らせるようにすることができる。

具体的には、踏切に、例えば、踏切内に人や自動車などが取り残された場合などの緊急停止が必要な状態のみならず、踏切警報音の音量の低下、踏切警報音発生器の片系故障、電気踏切遮断機の軽度の故障、遮断稈の折損、踏切警報灯の光量の減少などの軽度な故障も検知することが可能なセンサをそれぞれ設ける。線路脇に、通常、緊急停止信号が発生されるような、踏切内に人や車などが取り残された場合に点灯される緊急停止信号以外に、異常検出通知用ライト（または、異常検出通知用発光ユニット：以下、同様）を設け、踏切に設けられた制御装置が、緊急停止信号と異常検出通知用ライトとを、それぞれ個別に点灯制御することにより、緊急停止信号以外にも、ある程度緊急性が低い故障などを運転士や、必要に応じて、保全関係社員に知らせるようにすることができる。

図１５を用いて、このときに用いられる、制御装置の一例である、制御装置２３１について説明する。

制御装置２３１は、図３を用いて説明した制御装置３１に、新たに、センサ２４１を設ける。そして、制御装置２３１には、直列に、図３を用いて説明した発光機３２−１、３２−２が接続されている。例えば、発光機３２−１は、非常停止用信号とし、発光機３２−２は、異常検出通知用ライトとすることができる。センサ２４１は、例えば、踏切内に人や自動車などが取り残された場合などの緊急停止が必要な状態のみならず、踏切警報音の音量の低下、踏切警報音発生器の片系故障、電気踏切遮断機の軽度の故障、遮断稈の折損、踏切警報灯の光量の減少などの軽度な故障も検知することが可能である。センサ２４１は、１つではなく複数用いられていても良いし、複数のセンサから構成されるセンサユニットなどであっても良い。

スイッチング制御部４１は、センサ２４１からの入力に基づいて、非常停止用信号の点灯制御を、スイッチ４２−１のスイッチングを制御することにより行うとともに、異常検出通知用ライトの点灯制御を、スイッチ４２−２のスイッチングを制御することにより行う。

なお、ここでは、制御装置２３１は、図３を用いて説明した制御装置３１に対して、新たにセンサ２４１を設けたものとして説明したが、図３〜図１２を用いて説明したいずれの制御装置に対して、新たに、センサ２４１を設けるようにしてもよいことは言うまでもない。

また、ここでは、制御装置２３１には、直列に、発光機３２−１，３２−２が接続されているものとして説明したが、制御装置２３１において、情報伝達用に３つ以上の発振部４３を備え、スイッチング制御部４１が３つ以上のスイッチ４２をスイッチングし、３種類以上の発振周波数を用いて情報を送信することにより、３つ以上の発光機３２を制御装置２３１に接続して制御させてもよいことは言うまでもない。さらに、ここでは、制御装置２３１には、直列に、図３を用いて説明した発光機３２−１，３２−２が接続されているものとして説明したが、図３〜図１２を用いて説明したこれ以外の接続方法を用いて複数の発光機を接続してもよいことは言うまでもない。

次に、図１６のフローチャートを参照して、制御装置２３１が実行する異常検出処理１について説明する。

ステップＳ４１において、スイッチング制御部４１は、センサ２４１から異常検出の通知があったか否かを判断する。ステップＳ４１において、センサ２４１から異常検出の通知がなかったと判断された場合、ステップＳ４１の処理が繰り返される。

ステップＳ４１において、センサ２４１から異常検出の通知があったと判断された場合、ステップＳ４２において、スイッチング制御部４１は、踏切内に人や自動車などが取り残された場合などの、緊急停止が必要な異常が検出されたか否かを判断する。

ステップＳ４２において、緊急停止が必要な異常が検出されていないと判断された場合、ステップＳ４３において、スイッチング制御部４１は、例えば、踏切警報音の音量の低下、踏切警報音発生器の片系故障、電気踏切遮断機の軽度の故障、遮断稈の折損、踏切警報灯の光量の減少などの緊急停止が必要でない異常が検出されたか否かを判断する。ステップＳ４３において、緊急停止が必要でない異常が検出されていないと判断された場合、処理は、ステップＳ４１に戻り、それ以降の処理が繰り返される。

ステップＳ４３において、緊急停止が必要でない異常が検出されたと判断された場合、ステップＳ４４において、スイッチング制御部４１は、スイッチ４２−２のスイッチングを制御することにより、発光機３２−２、すなわち、異常検出通知用ライトを点灯させ、処理は、ステップＳ４１に戻る。

ステップＳ４２において、緊急停止が必要な異常が検出されたと判断された場合、ステップＳ４５において、スイッチング制御部４１は、スイッチ４２−１のスイッチングを制御することにより、発光機３２−１、すなわち、緊急停止信号を点灯させて、処理が終了される。

このような処理により、列車走行中の運転士は、通常の緊急停止信号以外に、軽度の異常が検出されたことを、異常検出通知用ライトの点灯により認識することができ、例えば、軽度の異常が検出された踏切を、速度を落として十分注意して通過するなど、より安全に配慮した運転を行うことができる。

図１６を用いて説明した処理により点灯制御される緊急停止信号および異常検出通知用ライトは、運転士によって目視確認されるものであっても良いが、上述した確認装置２０１を用いて、緊急停止信号および異常検出通知用ライトの点灯を自動的に検出し、表示出力することにより、運転士に通知することができるようにしても良い。

次に、図１７のフローチャートを参照して、確認装置２０１が実行する信号パターン検出処理１について説明する。

このとき、制御装置２３１のスイッチング制御部４１は、図１６を用いて説明したように、非常停止用信号および異常検出通知用ライトの点灯制御を、センサ２４１からの入力に基づいて、スイッチ４２−１およびスイッチ４２−２のスイッチングを制御することにより行っている。

また、確認装置２０１においては、入力部２１５から、緊急停止信号および異常検出通知用ライトの位置が、予め入力され、データ記憶部２１８に記憶されている。

ステップＳ６１において、Ａ／Ｄ変換部２１２は、ビデオカメラ２１１により所定のサンプリングデータで撮像された画像を取得し、アナログの撮像データをデジタル画像データに変換し、画像データ蓄積部２１３に供給する。そして、画像データ蓄積部２１３は、Ａ／Ｄ変換部２１２から供給されたデジタル画像データを蓄積する。

ステップＳ６２において、制御部２１４は、例えば、上述した特許文献（特許第４９２５９８７号公報または特開２０１０−１７３５９７号公報）に記載の処理などにより、画像データ蓄積部２１３に蓄積されているデジタル画像データを解析し、撮像された画像に、緊急停止信号または異常検出通知用ライトの点灯が写っているか否かの判別処理を実行する。

ステップＳ６３において、制御部２１４は、ステップＳ６２の判別処理の結果、緊急停止信号を検出したか否かを判断する。

ステップＳ６３において、緊急停止信号を検出していないと判断された場合、ステップＳ６４において、制御部２１４は、ステップＳ６２の判別処理の結果、異常検出通知用ライトの点灯を検出できたか否かを判断する。ステップＳ６４において、異常検出通知用ライトの点灯を検出できなかったと判断された場合、処理は、ステップＳ６１に戻り、それ以降の処理が繰り返される。

スステップＳ６４において、異常検出通知用ライトの点灯を検出したと判断された場合、テップＳ６５において、制御部２１４は、表示部２１９を制御して、異常検出通知用ライトの点灯を検出したことを運転士に通知するための出力処理を行う。

ステップＳ６６において、制御部２１４は、データ記憶部２１８に、異常検出通知用ライトの点灯の検出済みログを残し、処理は、ステップＳ６１に戻り、それ以降の処理が繰り返される。

ステップＳ６３において、緊急停止信号を検出したと判断された場合、ステップＳ６７において、制御部２１４は、表示部２１９を制御して、運転士に緊急停止を通知するための処理を行い、処理が終了される。

このような処理により、緊急停止信号および異常検出通知用ライトの点灯を自動的に検出し、表示出力することにより、運転士に通知することができる。

また、異常検出通知用ライトを点灯させるのみならず、異常検出通知用ライトを所定のパターンで点滅させ、確認装置２０１において、そのパターンにより、どの踏切においてどのような異常が発生したかを検出し、その緊急度に応じた処理を実行可能なようにしても良い。

図１８を参照して、異常検出通知用ライトを所定のパターンで点滅させ、そのパターンにより、どの踏切においてどのような異常が発生したかを示すことができる制御装置の一例である、制御装置２５１について説明する。

制御装置２５１は、図１５を用いて説明した制御装置２３１に対して、どの踏切において、どのような異常が発生したかを個別に区別可能な点滅パターンを予め記憶しているメモリ２６１を新たに設けている。そして、制御装置２５１には、直列に、図３を用いて説明した発光機３２−１，３２−２が接続されている。例えば、発光機３２−１は、非常停止用信号とし、発光機３２−２は、異常検出通知用ライトとすることができる。

スイッチング制御部４１は、センサ２４１からの入力に基づいて、非常停止用信号の点灯制御を、スイッチ４２−１のスイッチングを制御することにより行うとともに、異常検出通知用ライトの点滅制御を、メモリ２６１に記憶された点滅パターンに基づいて、スイッチ４２−２のスイッチングを制御することにより行う。

また、確認装置２０１においては、予め、入力部２１５から、いずれの踏切においてどのような異常が発生したかを個別に区別可能な点滅パターンの入力を受け、その点滅パターンとともに、どのような異常が、例えば、走行中の列車を運転している運転士に通知が必要な、重要度の高い第１の重要度であり、どのような異常が、重要度が比較的低いので、運転士に即時通知する必要は無く、異常検出を記録するのみでよい程度の第２の重要度であるかを示す情報が、データ記憶部２１８に記憶されている。

なお、ここでは、制御装置２５１は、図１５を用いて説明した制御装置２３１に対して、新たにメモリ２６１を設けたものとして説明したが、図３〜図１２を用いて説明したいずれの制御装置に対して、新たに、センサ２４１およびメモリ２６１を設けるようにしてもよいことは言うまでもない。

また、ここでは、制御装置２５１には、直列に、発光機３２−１，３２−２が接続されているものとして説明したが、制御装置２５１において、情報伝達用に３つ以上の発振部４３を備え、スイッチング制御部４１が３つ以上のスイッチ４２をスイッチングし、３種類以上の発振周波数を用いて情報を送信することにより、３つ以上の発光機３２を制御装置２３１に接続して制御させてもよいことは言うまでもない。さらに、ここでは、制御装置２５１には、直列に、図３を用いて説明した発光機３２−１，３２−２が接続されているものとして説明したが、図３〜図１２を用いて説明したこれ以外の接続方法を用いて複数の発光機を接続してもよいことは言うまでもない。

次に、図１９のフローチャートを参照して、制御装置が実行する異常検出処理２について説明する。

ステップＳ８１において、スイッチング制御部４１は、センサ２４１から異常検出の通知があったか否かを判断する。ステップＳ８１において、センサ２４１から異常検出の通知がなかったと判断された場合、ステップＳ８１の処理が繰り返される。

ステップＳ８１において、センサ２４１から異常検出の通知があったと判断された場合、ステップＳ８２において、スイッチング制御部４１は、踏切内に人や自動車などが取り残された場合などの、緊急停止が必要な異常が検出されたか否かを判断する。

ステップＳ８２において、緊急停止が必要な異常が検出されていないと判断された場合、ステップＳ８３において、スイッチング制御部４１は、例えば、踏切警報音の音量の低下、踏切警報音発生器の片系故障、電気踏切遮断機の軽度の故障、遮断稈の折損、踏切警報灯の光量の減少などの緊急停止が必要でない異常が検出されたか否かを判断する。ステップＳ８３において、緊急停止が必要でない異常が検出されていないと判断された場合、処理は、ステップＳ８１に戻り、それ以降の処理が繰り返される。

ステップＳ８３において、緊急停止が必要でない異常が検出されたと判断された場合、ステップＳ８４において、スイッチング制御部４１は、メモリ２６１から、異常検出内容に対応する点滅パターンを読み出す。

ステップＳ８５において、スイッチング制御部４１は、発光機３２−２、すなわち、異常検出通知ライトが対応するパターンで点滅するように、スイッチ４２−２のスイッチングを制御して、処理は、ステップＳ８１に戻り、それ以降の処理が繰り返される。

ステップＳ８２において、緊急停止が必要な異常が検出されたと判断された場合、ステップＳ８６において、スイッチング制御部４１は、スイッチ４２−１のスイッチングを制御することにより、発光機３２−１、すなわち、緊急停止信号を点灯させて、処理が終了される。

このような処理により、緊急停止信号を点灯させるのみならず、その異常の内容に基づいて、異常検出通知用ライトを所定のパターンで点滅させることができるので、確認装置２０１に、より詳細な異常情報を検出させることが可能となる。

次に、図２０のフローチャートを参照して、確認装置２０１が実行する信号パターン検出処理２について説明する。

ステップＳ１０１において、Ａ／Ｄ変換部２１２は、ビデオカメラ２１１により所定のサンプリングデータで撮像された画像を取得し、アナログの撮像データをデジタル画像データに変換し、画像データ蓄積部２１３に供給する。そして、画像データ蓄積部２１３は、Ａ／Ｄ変換部２１２から供給されたデジタル画像データを蓄積する。

ステップＳ１０２において、制御部２１４は、例えば、上述した特許文献（特許第４９２５９８７号公報または特開２０１０−１７３５９７号公報）に記載の処理などにより、画像データ蓄積部２１３に蓄積されているデジタル画像データを解析し、撮像された画像に、緊急停止信号の点灯、または、異常検出通知用ライトの点滅が写っているか否かの判別処理を実行する。

ステップＳ１０３において、制御部２１４は、ステップＳ１０２の判別処理の結果、緊急停止信号を検出したか否かを判断する。

ステップＳ１０３において、緊急停止信号を検出していないと判断された場合、ステップＳ１０４において、制御部２１４は、ステップＳ１０２の判別処理の結果、故障通知に対応する信号パターンに合致する点滅を検出できたか否かを判断する。ステップＳ１０４において、異常検出通知用ライトの点滅を検出できなかったと判断された場合、処理は、ステップＳ１０１に戻り、それ以降の処理が繰り返される。

ステップＳ１０４において、異常検出通知用ライトの点滅を検出できたと判断された場合、ステップＳ１０５において、制御部２１４は、データ記憶部２１８に記憶されている情報に基づいて、検出された故障の内容の重要度を判別する。

ステップＳ１０６において、制御部２１４は、検出された故障の内容の重要度は、運転士に知らせるべき重要度である第１の重要度であるか否かを判断する。

ステップＳ１０６において、検出された故障の内容の重要度は第１の重要度であると判断された場合、ステップＳ１０７において、制御部２１４は、データ記憶部２１８に記憶されている情報に基づいて、表示部２１９を制御して、いずれの踏切でどのような故障が発生しているかを運転士に通知するための出力処理を行う。

ステップＳ１０６において、検出された故障の内容の重要度は第１の重要度でないと判断された場合、故障の内容は、第２の重要度である。したがって、ステップＳ１０６において、検出された故障の内容の重要度は第１の重要度でないと判断された場合、または、ステップＳ１０７の処理の終了後、ステップＳ１０８において、制御部２１４は、データ記憶部２１８に、いずれの踏切でどのような故障が発生しているかを示す検出済みログを残し、処理は、ステップＳ１０１に戻り、それ以降の処理が繰り返される。

ステップＳ１０３において、緊急停止信号を検出したと判断された場合、ステップＳ１０９において、制御部２１４は、表示部２１９を制御して、運転士に緊急停止を通知するための処理を行い、処理が終了される。

このような処理により、緊急停止信号の検出のみならず、異常の内容に基づいて点滅される異常検出通知用ライトが示す情報を、誤ることなく自動的に検出し、表示出力することにより、運転士に通知することができるので、運転士は、例えば、軽度の異常が検出された踏切を、速度を落として十分注意して通過するなど、より安全に配慮した運転を行うことができる。また、運転士に即時通知が必要でないような軽度の異常の検出ログを残しておくことができるので、蓄積されたログに基づいて、速やかに保守点検を行うことが可能となる。

また、例えば、検出された内容が、運転士に即時通知が必要でないような軽度の異常である渋滞情報のとき、ログを蓄積して、渋滞発生を検出した踏切やその時間を解析し、例えば、ダイヤ改正などに反映させて、渋滞を軽減させるようにすることができる。

このように、１個の制御装置で、２個以上の信号機や特殊信号発光機を個別に制御することを可能とすることにより、制御装置やケーブルの数を削減でき、システムの簡略化が可能となる。

従来においては、新たな発光機を設けて、すでにある発光機とは異なるタイミングの点灯制御を行いたい場合には、新たにケーブルを敷設する必要があった。一般に、制御装置と発光機との距離は長い場合が多く、野外に敷設されるケーブルは、劣悪な状況に耐えるため、高価なものである場合が多いため、ケーブルの本数が増えることは、設置時および保守時に要するコストや工期の増加につながる。これに対して、上述した技術を適用することにより、１ペアのケーブルのみで、２種類以上の情報を制御装置から発光機に送信することができるため、例えば、発光機を新たに設け、他の発光機とは個別に発光タイミングを制御したい場合においても、長く高価なケーブルを新たに敷設する必要がない。

また、従来、制御装置に並列に複数の発光機を接続して、それぞれ同一のタイミングで点灯させていた状態から、上述した技術を用いて、複数の発光機をそれぞれ個別に点灯制御するようにシステムを変更する場合、ケーブルを取り換えず、発光機のみの交換、または、発光機内部の部品や配線の交換を行えばよい。このため、システムの変更にかかるコストや工期の問題を解決することができる。

また、発光機を制御装置に対して直列に接続した場合、ケーブルの断線検知が容易に可能となる。

上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行することもできるし、ソフトウェアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行する場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、プログラム記録媒体からインストールされる。

なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。

また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

３１…制御装置、 ３２…発光機、 ４１…スイッチング制御部、 ４３…発振部、 ４４…断線検知部、 ５１…フィルタ、 ５２…発光ダイオード、 ５３…フィルタ、 ６１…発光機、 ７１…フィルタ、 ７２…負荷、 ７３…フィルタ、 ７４…負荷、 ８１…制御装置、 ９１…制御装置、 １０１，１０２…半波整流回路、 １１１…発光ダイオード、 １３１…制御装置、 １３２，１３３…発光機、 ２０１…確認装置、 ２１１…ビデオカメラ、２１２…Ａ／Ｄ変換部、 ２１３…画像データ蓄積部、 ２１４…制御部、 ２１５…入力部、 ２１６…設定部、 ２１７…プログラム記憶部、 ２１８…データ記憶部、 ２１９…表示部、 ２３１…制御装置、 ２４１…センサ、 ２５１…制御装置、 ２６１…メモリ

Claims (13)

1. 複数の鉄道用発光機を制御する制御装置が、上記鉄道用発光機を制御するための鉄道用発光機制御回路において、
   前記制御装置は、
   複数の周波数の信号をそれぞれ生成する生成手段と、
   複数の周波数の信号のそれぞれのスイッチングを制御するスイッチング制御手段と
   を備え、
   複数の周波数の信号は、１ペアのケーブルで前記鉄道用発光機に送信され、
   前記鉄道用発光機は、
   発光ダイオードと、
   所定の周波数の信号のみを前記発光ダイオードに通過させるためのフィルタと
   を備えることを特徴とする鉄道用発光機制御回路。
2. 請求項１に記載の鉄道用発光機制御回路において、
   前記鉄道用発光機は、１つの前記制御装置に対して、複数、直列に接続されており、前記発光ダイオードと前記フィルタとで、並列共振回路を構成している
   ことを特徴とする鉄道用発光機制御回路。
3. 請求項１に記載の鉄道用発光機制御回路において、
   前記鉄道用発光機は、１つの前記制御装置に対して、複数、直列に接続されており、前記発光ダイオードと前記フィルタとで、直列共振回路を構成している
   ことを特徴とする鉄道用発光機制御回路。
4. 請求項２または請求項３に記載の鉄道用発光機制御回路において、
   前記生成手段は、断線検知用の周波数の信号を生成し、
   前記制御装置は、前記断線検知用の周波数の信号のレベルを監視することにより断線を検知する断線検知手段をさらに備える
   ことを特徴とする鉄道用発光機制御回路。
5. 請求項１に記載の鉄道用発光機制御回路において、
   前記鉄道用発光機は、１つの前記制御装置に対して、複数、並列に接続されており、前記発光ダイオードと前記フィルタとで、並列共振回路を構成している
   ことを特徴とする鉄道用発光機制御回路。
6. 請求項１に記載の鉄道用発光機制御回路において、
   前記鉄道用発光機は、１つの前記制御装置に対して、複数、並列に接続されており、前記発光ダイオードと前記フィルタとで、直列共振回路を構成している
   ことを特徴とする鉄道用発光機制御回路。
7. 請求項１に記載の鉄道用発光機制御回路において、
   前記制御装置は、所定の周波数の信号を半波整流する半波整流手段をさらに備え、
   スイッチング制御手段は、複数の周波数の信号のそれぞれに加えて、前記半波整流手段により半波整流された正極性および負極性の信号に対しても、それぞれ、スイッチングを制御し、
   前記鉄道用発光機の前記発光ダイオードは、所定の極性の信号のみを通過するような極性で接続されている
   ことを特徴とする鉄道用発光機制御回路。
8. 複数の鉄道用発光機を制御する制御装置が、上記鉄道用発光機を制御するための鉄道用発光機制御回路において、
   前記制御装置は、
   少なくとも１種類の周波数で信号を生成する生成手段と、
   前記生成手段により生成された、所定の周波数の信号を半波整流する半波整流手段と、
   前記半波整流手段により半波整流された、正極性および負極性の信号のそれぞれのスイッチングを制御するスイッチング制御手段と
   を備え、
   正極性および負極性の信号は、１ペアのケーブルで前記鉄道用発光機に送信され、
   前記鉄道用発光機は、
   発光ダイオードを備え、
   前記発光ダイオードは、所定の極性の信号のみを通過するような極性で接続されている
   ことを特徴とする鉄道用発光機制御回路。
9. 請求項８に記載の鉄道用発光機制御回路において、
   前記鉄道用発光機は、１つの前記制御装置に対して、複数、直列に接続されており、前記発光ダイオードと所定の周波数の信号のみを前記発光ダイオードに通過させるためのフィルタとで、並列共振回路を構成している
   ことを特徴とする鉄道用発光機制御回路。
10. 請求項８に記載の鉄道用発光機制御回路において、
    前記鉄道用発光機は、１つの前記制御装置に対して、複数、直列に接続されており、前記発光ダイオードと所定の周波数の信号のみを前記発光ダイオードに通過させるためのフィルタとで、直列共振回路を構成している
    ことを特徴とする鉄道用発光機制御回路。
11. 請求項９または請求項１０に記載の鉄道用発光機制御回路において、
    前記生成手段は、断線検知用の周波数の信号を生成し、
    前記制御装置は、前記断線検知用の周波数の信号のレベルを監視することにより断線を検知する断線検知手段をさらに備える
    ことを特徴とする鉄道用発光機制御回路。
12. 請求項８に記載の鉄道用発光機制御回路において、
    前記鉄道用発光機は、１つの前記制御装置に対して、複数、並列に接続されており、前記発光ダイオードと所定の周波数の信号のみを前記発光ダイオードに通過させるためのフィルタとで、並列共振回路を構成している
    ことを特徴とする鉄道用発光機制御回路。
13. 請求項８に記載の鉄道用発光機制御回路において、
    前記鉄道用発光機は、１つの前記制御装置に対して、複数、並列に接続されており、前記発光ダイオードと所定の周波数の信号のみを前記発光ダイオードに通過させるためのフィルタとで、直列共振回路を構成している
    ことを特徴とする鉄道用発光機制御回路。

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