信号システム
【課題】軌道回路の短絡不良の発生を同定し、当該短絡不良発生の同定を報知することによって後続列車運行の安全性を向上させること。
【解決手段】短絡不良同定手段は、列車１０−１による軌道回路の短絡不良の発生を同定する。短絡不良の発生が同定されたならば、不良信号送信手段が、不良同定信号を地上側に送信する。そして、現示制御手段が、当該不良同定信号を送信した列車１０−１が在線する閉塞区間Ｂの入り口に敷設された短絡不良警告灯４１に、短絡不良発生の同定に応じた信号を現示させる制御を行う。
【解決手段】短絡不良同定手段は、列車１０−１による軌道回路の短絡不良の発生を同定する。短絡不良の発生が同定されたならば、不良信号送信手段が、不良同定信号を地上側に送信する。そして、現示制御手段が、当該不良同定信号を送信した列車１０−１が在線する閉塞区間Ｂの入り口に敷設された短絡不良警告灯４１に、短絡不良発生の同定に応じた信号を現示させる制御を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軌道回路の短絡不良の発生を同定し、当該短絡不良発生の同定に応じた信号の現示制御を行う信号システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、列車運行の保安装置として、軌道回路を利用して列車が在線するか否かを検知する軌道リレー等の列車在線検知装置が実用化されている。この列車在線検知装置は、軌道回路内に列車が進入した際、車輪及び車軸でなる輪軸によって左右のレール間が短絡されることで生じる軌道回路の電圧変化を利用し、軌道回路内に列車が在線していることを検知するものである。
【０００３】
したがって、上記した軌道リレー等の列車在線検知装置により軌道回路内の列車を検知するためには、車両の輪軸によって左右のレール間を確実に短絡させる必要がある。ところが、車輪踏面やレール頭頂面の状態等によっては左右のレール間の短絡が不十分となり、列車を検知できない場合があった。具体的には、車輪と接触するレール面に形成された粉塵、油、錆等による絶縁性の被膜や、軽量車両の通過時の接触圧力の低下等の原因により、レールと車輪間の接触抵抗が増大し、軌道回路の短絡不良が発生している。この短絡不良が発生すると、列車の在線が検知できない状態となり危険である。
【０００４】
しかしながら従来の技術では、軌道回路内に列車が在線しない場合と、在線していても前記列車在線検知装置が検知できない場合のどちらの場合も、軌道リレー等の列車在線検知装置は違いを識別できず、信号機は同じ現示を行っていた。したがって、在線していても前記列車在線検知装置が検知できない場合に、続行列車が高速度のまま当該軌道回路内に進入して、先行列車に追突するおそれがある。
【０００５】
このような問題点を改善するための技術としては、例えば特許文献１に開示されているような短絡支援装置がある。この短絡支援装置は、鉄道車両用台車の前位輪軸及び後位輪軸それぞれの車軸の左端部間及び／又は右端部間に所定の電圧を印加することによってレール面に形成された絶縁被膜を破壊し、レールと車輪間の接触抵抗を低減させるものである。
【特許文献１】特開２００４−２２４０７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
多くの場合、特許文献１の技術によってレールと車輪間の接触抵抗を低減させることが可能であるが、閑散線区や車両基地構内等の一部の路線では、列車の通過頻度が極端に少なくレールの錆び等も著しいため、短絡不良を改善できない場合も生じ得る。そこで、列車を安全に運行するためには、軌道回路内に列車が本当に在線していないのか、在線しているが前記列車在線検知装置が検知できない状況なのかを何らかの方法によって識別し、その情報を続行する列車に対して提供する必要がある。
【０００７】
本発明は、上記した従来の事情に鑑みて為されたものであり、軌道回路の短絡不良の発生を同定し、当該短絡不良発生の同定を報知することによって後続列車運行の安全性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するための第１の発明の信号システムは、
軌道回路の短絡不良の発生を同定する短絡不良同定手段（例えば、図７（ａ）の電源２１ａ，２１ｂ、車上制御装置２５）と、
前記短絡不良同定手段による同定結果に基づいて、所定の信号機（例えば、図７（ｂ）の短絡不良警告灯４１）に短絡不良発生の同定に応じた信号を現示させる制御を行う現示制御手段（例えば、図７（ｂ）の現示制御器４５）と、
を備えたものである。
【０００９】
この第１の発明によれば、軌道回路の短絡不良の発生を同定することができる。そして、所定の信号機に短絡不良発生の同定に応じた信号を現示させる制御を行うことができる。これによれば、地上側設備が軌道回路の短絡不良によって列車の在線を正確に把握できない場合でも、短絡不良発生の同定を外部に報知することができるので、列車運行の安全性を高めることできる。
【００１０】
また、第２の発明の信号システムは、
前位輪軸及び後位輪軸の少なくとも左右一方側の車輪間を通電させる通電手段（例えば、図７（ａ）の電源２１ａ，２１ｂ）と、前記通電手段の通電状況に基づいて軌道回路の短絡不良の発生を同定する短絡不良同定手段（例えば、図７（ａ）の車上制御装置２５）と、前記短絡不良同定手段の同定に応じて不良同定信号を送信する不良信号送信手段（例えば、図７（ａ）の無線送信機２５９）とを車上側に設け、
前記不良信号送信手段から送信された不良同定信号を受信する受信手段（例えば、図７（ｂ）の無線受信機４５１）と、前記受信手段による不良同定信号の受信に基づいて、所定の信号機（例えば、図７（ｂ）の短絡不良警告灯４１）に短絡不良発生の同定に応じた信号を現示させる制御を行う現示制御手段（例えば、図７（ｂ）の現示制御器４５）とを地上側に設けてなる。
【００１１】
この第２の発明によれば、車上側に短絡不良同定手段を設け、この短絡不良同定手段が短絡不良発生を同定したならば、不良同定信号を地上側に送信することができる。また地上側では、不良同定信号を受信した場合には、所定の信号機に短絡不良発生の同定に応じた信号を現示させる制御を行うことができる。したがって、列車運行の安全性を高めることできる。
【００１２】
第３の発明は、第２の発明の信号システムにおいて、
前記所定の信号機は、閉塞区間の入り口に敷設された常置信号機であり、
前記受信手段は、前記各閉塞区間毎に敷設されて、当該閉塞区間に存在する列車の不良信号送信手段から送信される不良同定信号を受信する手段であり、
前記現示制御手段は、前記各閉塞区間それぞれの入り口に敷設された前記所定の信号機の現示を、当該閉塞区間に敷設された受信手段の前記不良同定信号の受信に応じて制御するように前記所定の信号機毎に敷設され、
前記短絡不良同定手段により短絡不良発生が同定された場合、当該短絡不良発生の同定を行った列車が存在する閉塞区間の入り口に敷設された常置信号機により、短絡不良発生の同定に応じた信号現示が行われるものである。
【００１３】
この第３の発明によれば、車上側で短絡不良発生を同定した場合に、不良同定信号を各閉塞区間毎に敷設された受信手段によって受信することができる。そして、不良同定信号の受信に応じて当該閉塞区間の入り口に敷設された常置信号機に短絡不良発生の同定に応じた信号を現示させる制御を行うことができる。したがって、車上側で短絡不良の発生を同定した場合に、当該列車が存在する閉塞区間の入り口に敷設された常置信号機の信号現示によって当該短絡不良発生の同定を外部に報知することができる。したがって、後続の列車の運転士に注意を喚起させることが可能となり、より安全性の高い列車運行が実現できる。
【００１４】
第４の発明は、第２の発明の信号システムにおいて、
前記所定の信号機は、閉塞区間の入り口に敷設された常置信号機であり、
前記現示制御手段は、前記受信手段による不良同定信号の受信に基づいて、当該不良同定信号を送信した列車が在線する閉塞区間の入り口に敷設された前記所定の信号機を特定する特定手段（図１０の短絡不良監視装置８０）を有し、前記特定手段により特定された前記所定の信号機に、短絡不良発生の同定に応じた信号を現示させる制御を行うものである。
【００１５】
この第４の発明によれば、不良同定信号の受信に基づいて、当該不良同定信号を送信した列車が在線する閉塞区間の入り口に敷設された常置信号機を特定することができる。そして、特定した常置信号機に短絡不良発生の同定に応じた信号を現示させる制御を行うことができるので、車上側で短絡不良の発生を同定した場合に、当該列車が存在する閉塞区間の入り口に敷設された常置信号機の信号現示によって当該短絡不良発生の同定を外部に報知することができる。したがって、後続の列車の運転士に注意を喚起させることが可能となり、より安全性の高い列車運行が実現できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、軌道回路の短絡不良の発生を同定することができる。そして、所定の信号機に短絡不良発生の同定に応じた信号を現示させる制御を行うことができる。これによれば、地上側設備が軌道回路の短絡不良によって列車の在線を正確に把握できない場合でも、短絡不良発生の同定を外部に報知することができるので、列車運行の安全性を高めることできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照し、本発明を適用した信号システムについて詳細に説明する。
【００１８】
〔第１実施形態〕
先ず、第１実施形態について説明する。
【００１９】
［概要］
図１は、信号システム１の全体構成の概略を説明するための図である。図１に示すように、信号システム１は、主に、（１）短絡不良同定手段と、（２）不良信号送信手段と、（３）現示制御手段とを備えて構成されており、列車１０−１の短絡不良同定手段によって短絡不良の発生が同定された場合に、不良信号送信手段によって不良同定信号が地上側に送信されるようになっている。
【００２０】
そして、現示制御手段によって、当該不良同定信号を送信した列車１０−１が在線する閉塞区間Ｂの入り口に敷設された短絡不良警告灯４１の信号現示が制御される。この短絡不良警告灯４１は、短絡不良発生の同定を報知するための専用の信号機であり、各閉塞区間Ｂの入り口に常置信号機としてそれぞれ敷設されるものである。
【００２１】
以下、各手段について順に説明する。
【００２２】
（１）短絡不良同定手段
図２は、短絡不良同定手段について説明するための図であり、同図において、鉄道車両用台車１１の構成の一例を示している。図２に示すように、２本のレールｒ１，ｒ２上を走行する鉄道車両用台車１１の台車前位には、進行方向に向かって左側の車輪１３ａと右側の車輪１３ｃと車軸１５ａとから成る輪軸１７ａが取り付けられ、台車後位には、進行方向に向かって左側の車輪１３ｂと右側の車輪１３ｄと車軸１５ｂとから成る輪軸１７ｂが取り付けられる。この輪軸１７ａ，１７ｂは、台車枠と絶縁された状態で支持される。この輪軸と台車枠との絶縁構造は、上述した特許文献１にも開示されている通りに公知の構造であるため、本明細書においてその説明を省略する。
【００２３】
そして、車軸１５ａ，１５ｂの左端部間及び／又は右端部間に、電源２１ａ，２１ｂがそれぞれ接続されており、その出力端子電圧がそれぞれ車上制御装置２５に入力されるようになっている。
【００２４】
電源２１ａ，２１ｂは、出力電圧の位相が同期制御され、交流電源により左右の車軸端間にそれぞれ電圧を印加する。尚、電源２１ａ，２１ｂは、交流電源に限らず、直流電源を用いても構わない。ここで、電源２１ａ，２１ｂにより供給される電流の経路について、図３を参照して説明する。図３に示すように、電源２１ａにより供給される電流によって、電源２１ａを通り、車軸１５ａの一端から車輪１３ａを介してレールｒ１を流れ、車輪１３ｂを介して車軸１５ｂの一端に流れる電流の閉ループＲ１が形成される。同様に、電源２１ｂにより供給される電流によって、電源２１ｂを通り、車軸１５ａの他端から車輪１３ｃを介してレールｒ２を流れ、車輪１３ｄを介して車軸１５ｂの他端に流れる電流の閉ループＲ２が形成される。
【００２５】
このように、電源２１ａ，２１ｂにより車軸の左端部同士間及び／又は右端部同士間に所定の交流電圧を印加して所定電圧の閉ループＲ１，Ｒ２を形成することにより、車輪と接触するレール面に形成された絶縁性の被膜が破壊され、左右のレール間と車輪との接触抵抗が低下するため、軌道回路の短絡状態が改善される。
【００２６】
車上制御装置２５は、電源２１ａ，２１ｂの出力端子電圧が所定の閾値以下か否かを判定することによって短絡不良の発生を同定（推定）する。
【００２７】
具体的に説明する。前述のように、電源２１ａ，２１ｂにより車軸の左端部同士間及び右端部同士間に所定の交流電圧が印加されるが、このとき、出力端子電圧が所定の閾値以下ならば、前位輪軸と後位輪軸間の通電が良好なことから軌道短絡の状態が良好であると判定する。一方、出力端子電圧が所定の閾値より大きい場合には、軌道短絡の状態が不良であると判定し、短絡不良の発生を同定する。このように、短絡不良同定手段は、車上側にてレールと車輪間の通電状態を監視し、その通電状態によって短絡不良の発生を同定する。
【００２８】
（２）不良信号送信手段
図４は、不良信号送信手段について説明するための図である。図４に示すように、第１実施形態の信号システムは、車上側に具備される車上制御装置２５、及び各閉塞区間の入り口に敷設される短絡不良警告灯４１（４１−０〜４１−３）それぞれに対応させて敷設される現示制御器４５（４５−１〜４５−３）を含み、車上制御装置２５と現示制御器４５とは、互いに無線通信が可能に構成されている。
【００２９】
不良信号送信手段は、短絡不良同定手段によって短絡不良の発生が同定された場合に、自列車が現在位置している閉塞区間の短絡不良警告灯４１を特定し、特定した短絡不良警告灯４１の信号現示を制御する現示制御器４５に不良同定信号を送信する。
【００３０】
例えば図４の場面で、閉塞区間Ｂ−１に在線する列車１０において、短絡不良同定手段によって短絡不良の発生が同定されたとする。この場合には、不良信号送信手段によって、自列車が在線する閉塞区間Ｂ−１の入り口に敷設された短絡不良警告灯４１−１が特定され、特定された短絡不良警告灯４１−１の信号現示を制御する現示制御器４５−１に不良同定信号が送信される。
同様にして、閉塞区間Ｂ−２を走行中、短絡不良同定手段によって短絡不良の発生が同定された場合には、不良同定信号が現示制御器４５−２に送信される。
【００３１】
（３）現示制御手段
現示制御手段は、図４に示す現示制御器４５であって、不良同定信号の受信に基づいて対応する短絡不良警告灯４１の点灯制御を行う。例えば、現示制御器４５−１は、不良同定信号の受信に基づいて、対応する短絡不良警告灯４１−１の点灯制御を行う。
【００３２】
図５は、現示制御手段の機能を実現するための回路図である。図５に示す回路は、コイル（タイマ）４６とａ接点（瞬時動作・限時復帰接点）４６ａとにより構成されたタイムリレー、コイル４７とａ接点４７ａとにより構成されたリレー、各リレーに電流を流すための電源４８等により構成されている。そして、コイル４７と瞬時動作・限時復帰接点４６ａとが直列に接続され、ａ接点４７ａと短絡不良警告灯４１とが直列に接続されており、瞬時動作・限時復帰接点４６ａが閉じている場合に、ａ接点４７ａが閉じて短絡不良警告灯４１が点灯する。
【００３３】
具体的には、無線受信機４５１（図７参照。）による不良同定信号の受信に応じて判定部４５３がオン／オフ信号を出力するようになっており、判定部４５３からオン信号が出力されると、タイマ４６に電流が流れて瞬時動作・限時復帰接点４６ａが閉じる。これに応じてコイル４７に電流が流れてａ接点４７ａが閉じる。ａ接点４７ａが閉じたならば、短絡不良警告灯４１が点灯する。
【００３４】
また、不良同定信号の受信に応じた判定部４５３からオン信号が出力された後、判定部４５３からの出力信号レベルがＬレベルとなった場合、タイマ４６は、予め設定された所定時間の経過を計時する。そして、所定時間が経過したならば、タイマ４６は、瞬時動作・限時復帰接点４６ａを復帰させて接点を開かせる。この場合には、コイル４７が消磁してａ接点４７ａが開かれ、短絡不良警告灯４１が消灯する。すなわち、短絡不良警告灯４１は、所定時間点灯した後、消灯することとなる。
【００３５】
尚、短絡不良警告灯４１を所定時間点灯させることとしたが、短絡不良警告灯４１が敷設された閉塞区間から列車が進出した場合に消灯させることとしてもよい。具体的には、当該閉塞区間に敷設されている閉塞信号機が黄色を現示した場合に短絡不良警告灯４１を消灯する。
【００３６】
図６を参照して具体的に説明する。図６（ａ）の例では、閉塞区間Ｂ−１２に列車が在線している。この場合、当該閉塞区間Ｂ−１２の入り口に敷設された閉塞信号機の信号現示は“Ｒ”であり、当該閉塞区間Ｂ−１２の１つ手前の閉塞区間Ｂ−１３の閉塞信号機の信号現示は“Ｙ”、２つ手前の閉塞区間Ｂ−１４の閉塞信号機の信号現示は“Ｇ”となる。
【００３７】
ここで、列車１０の短絡不良同定手段が短絡不良発生を同定し、地上側に不良同定信号を送信したとする。この場合には、当該閉塞区間Ｂ−１２の入り口の短絡不良警告灯４１が点灯する。この短絡不良警告灯４１は、列車１０が当該閉塞区間Ｂ−１２から進出した場合に消灯する。すなわち、図６（ｂ）に示すように、列車１０が前方の閉塞区間Ｂ−１１に進入し、閉塞区間Ｂ−１２の閉塞信号機の信号現示が“Ｙ”に変わった場合に、短絡不良警告灯４１が消灯する。
【００３８】
このように、列車１０による軌道回路の短絡不良の発生を同定した場合には、短絡不良警告灯４１の信号現示によって、当該短絡不良警告灯４１の内方の閉塞区間Ｂに在線している列車において短絡不良の発生が同定された旨報知される。したがって、当該短絡不良警告灯４１の外方に存在する後続の列車１０の運転士に注意を喚起させることが可能となり、より安全性の高い列車運行が実現できる。
【００３９】
［機能構成］
図７は、第１実施形態における信号システムの機能構成の一例を示すブロック図であり、図７（ａ）は車上側に具備される機能部の構成を、（ｂ）は地上側において各閉塞区間毎に具備される機能部の構成をそれぞれ示す図である。
【００４０】
図７（ａ）に示すように、第１実施形態の信号システムは、車上側の機能部として、鉄道車両用台車１１の前後の各車軸１５ａ，１５ｂ（図２参照。）の左端部間に接続される電源２１ａ及び右端部間に接続される電源２１ｂと、車上制御装置２５とを含む。
【００４１】
電源２１ａ，２１ｂは、パンタグラフを介して架線から供給される電力や蓄電池電力を交流又は直流に変換して出力する電源である。
【００４２】
車上制御装置２５は、ＣＰＵ等の処理装置２５１、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置２５３、現示制御器４５に不良同定信号を送信するための無線送信機２５９等を備えて構成されており、記憶装置２５３には、現在位置情報２５５と、警告灯管理テーブル２５７とが格納されている。
【００４３】
処理装置２５１は、例えば図示しない速度発電機等から入力される車両の速度信号の積分、又はパルスカウントに従って、走行中の路線の基準位置からの走行距離（すなわち、現在位置）を随時算出する。そして、算出した現在位置を、現在位置情報２５５として記憶装置２５３内に更新・記憶する。
【００４４】
また、処理装置２５１は、電源２１ａ，２１ｂの出力端子電圧が所定の閾値以下か否かを判定することによって、列車による軌道短絡の状態を監視する。そして、軌道短絡の状態によって短絡不良の発生を同定した場合（電源２１ａ，２１ｂの出力端子電圧が所定の閾値より大きい場合）には、警告灯管理テーブル２５７を参照し、現在位置情報２５５をもとに自列車が在線する閉塞区間の短絡不良警告灯４１を特定する。
【００４５】
図８は、警告灯管理テーブル２５７のデータ構成例を示す図である。図８に示すように、警告灯管理テーブル２５７は、短絡不良警告灯４１の信号現示を制御する現示制御器４５に割り当てられた現示制御器ＩＤと、当該短絡不良警告灯４１に割り当てられた警告灯ＩＤと、当該短絡不良警告灯４１が敷設された閉塞区間の入り口及び出口の位置情報との対応関係を定義したデータテーブルである。処理装置２５１は、この警告灯管理テーブル２５７を参照して自列車が在線する閉塞区間の短絡不良警告灯４１を特定したならば、無線送信機２５９を介して特定した短絡不良警告灯４１の信号現示を制御する現示制御器４５に対して、その現示制御器ＩＤと不良同定信号を送信する。
【００４６】
また、図７（ｂ）に示すように、地上側の機能部として、現示制御器４５と、短絡不良警告灯４１とを含み、現示制御器４５は、当該現示制御器４５に対して送信された不良同定信号を受信する無線受信機４５１を含む。
【００４７】
現示制御器４５は、無線受信機４５１を介して車上制御装置２５から不良同定信号を受信したならば、対応する短絡不良警告灯４１の点灯制御を行い、短絡不良発生の同定を報知する。
【００４８】
以上説明したように、第１実施形態によれば、車上側において列車による軌道短絡の状態を監視し、短絡不良の発生を同定することができる。そして、短絡不良の発生を同定したならば、当該列車が在線する閉塞区間の入り口に敷設された短絡不良警告灯４１の信号現示を制御する現示制御器４５に不良同定信号を送信することができる。したがって、当該短絡不良警告灯４１の内方の閉塞区間Ｂに在線している列車において短絡不良の発生が同定された旨報知することができるので、後続の列車の運転士に注意を喚起させることが可能となり、より安全性の高い列車運行が実現できる。
【００４９】
〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態について説明する。尚、以下の説明において、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
【００５０】
［概要］
図９は、第２実施形態の信号システムについて説明するための図である。第２実施形態は、上記した第１実施形態の不良信号送信手段及び現示制御手段を、図９に示す構成に置き換えたものである。
【００５１】
図９に示すように、第２実施形態の信号システムは、車上側に具備される車上制御装置２５ｂ、各閉塞区間の入り口に敷設される短絡不良警告灯４１（４１−０〜４１−２）それぞれに対応させて敷設される現示制御器４５ｂ（４５ｂ−１〜４５ｂ−２）、現示制御手段に相当する短絡不良監視装置８０の各機能部を含んで構成され、短絡不良監視装置８０は、無線通信網を介して車上制御装置２５ｂ及び現示制御器４５ｂと接続されている。この無線通信網としては、専用回線網を使用してもよいし、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）のような公衆回線網を利用してもよい。
【００５２】
第２実施形態の信号システムでは、不良信号送信手段は、短絡不良同定手段によって短絡不良の発生が同定された場合に、無線通信網を介して短絡不良監視装置８０に不良同定信号を送信する。具体的には、車上制御装置２５ｂは、第１実施形態と同様に自列車の現在位置を随時算出・保持しており、前述のように短絡不良同定手段によって短絡不良の発生が同定された場合には、現在位置情報と不良同定信号を短絡不良監視装置８０に送信する。
【００５３】
短絡不良監視装置８０は、例えば指令室や最寄り駅等の鉄道会社の管理側に設置されて、信号システムを統括的に制御する。具体的には、不良同定信号を受信したならば、現在位置情報をもとに当該不良同定信号を送信した列車が在線する閉塞区間の短絡不良警告灯４１を特定し、特定した短絡不良警告灯４１の信号現示を制御する現示制御器４５ｂに点灯指示を通知する。
【００５４】
例えば図９の場面で、閉塞区間Ｂ−１に在線する列車１０ｂにおいて、短絡不良同定手段によって短絡不良の発生が同定されたとする。この場合には、不良信号送信手段によって現在位置情報と不良同定信号が短絡不良監視装置８０に送信される。一方短絡不良監視装置８０では、不良同定信号とともに送信された現在位置情報をもとに当該不良同定信号を送信した列車１０ｂが在線する閉塞区間Ｂ−１の短絡不良警告灯４１−１が特定され、特定された短絡不良警告灯４１−１の現示制御器４５ｂ−１に、点灯指示が通知される。
【００５５】
［短絡不良監視装置の機能構成］
図１０は、短絡不良監視装置８０の機能構成の一例を示すブロック図である。図１０に示すように、短絡不良監視装置８０は、ＣＰＵ等の処理装置８２、ハードディスク等の記憶装置８５、車上制御装置２５ｂや現示制御器４５ｂとの間でデータ通信を行うための通信装置８４、入力装置８１や表示装置８３等を備えて構成されており、記憶装置８５には、警告灯管理テーブル８５１と、不良同定履歴８５３とが格納されている。
【００５６】
処理装置８２は、無線通信網を介して車上制御装置２５ｂから不良同定信号を受信した場合に、警告灯管理テーブル８５１を参照し、不良同定信号とともに送信された現在位置情報をもとに当該不良同定信号を送信した列車が在線する閉塞区間の短絡不良警告灯４１を特定する。そして、特定した短絡不良警告灯４１の信号現示を制御する現示制御器４５ｂに対して点灯指示を通知する。尚、警告灯管理テーブル８５１のデータ構成は、図８に示して説明した警告灯管理テーブル２５７と同様であり、短絡不良警告灯４１の信号現示を制御する現示制御器４５ｂに割り当てられた現示制御器ＩＤと、当該短絡不良警告灯４１に割り当てられた警告灯ＩＤと、当該短絡不良警告灯４１が敷設された閉塞区間の開始位置及び終了位置の位置情報との対応関係を定義したデータテーブルである。
【００５７】
また処理装置８２は、不良同定信号とともに送信された現在位置情報を、受信時の日時情報と対応付けて、不良同定履歴８５３として記憶装置８５内に蓄積・記憶して管理する。この不良同定履歴８５３を要注意個所及び要注意時刻の把握等に利用することにより、列車運行の保守性を向上させることが可能となる。
【００５８】
以上説明したように、第２実施形態によれば、車上側において列車による軌道回路の短絡状態を判定し、短絡不良の発生を同定することができる。そして、短絡不良の発生を同定したならば、不良同定信号を短絡不良監視装置８０に送信し、短絡不良監視装置８０の制御によって、当該列車が在線する閉塞区間の入り口に敷設された短絡不良警告灯４１に短絡不良発生の同定に応じた信号を現示させることができる。したがって、後続の列車の運転士に注意を喚起させることが可能となり、より安全性の高い列車運行が実現できる。
【００５９】
［変形例］
以上、本発明についての好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記したものに限らず、発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜変更可能である。
【００６０】
例えば、上記した実施形態では、電源２１ａ，２１ｂの出力端子電圧を判定し、短絡不良の発生を同定することとしたが、以下のようにしてもよい。
【００６１】
すなわち、電源２１ａ，２１ｂが定電流モード（出力電流が変化しない状態）なのか定電圧モード（出力電圧が変化しない状態）なのかを判定して、短絡不良の発生を同定することとしてもよい。具体的には、電源２１ａ，２１ｂが定電流モードの場合には前位輪軸と後位輪軸間の通電が良好なことから軌道短絡の状態が良好であると判定する。一方定電圧モードの場合には、軌道短絡の状態が不良であると判定する。この場合、閾値を設定する必要はない。
【００６２】
或いは、電源２１ａ，２１ｂにより供給される電流量を検出して短絡不良の発生を同定することとしてもよい。具体的には、検出した電流量が所定の閾値以上ならば、前位輪軸と後位輪軸間の通電が良好なことから軌道短絡の状態が良好であると判定する。一方、所定の閾値未満の場合には、軌道短絡の状態が不良であると判定と判定する。
【００６３】
また、上記した実施形態では、短絡不良発生を報知するための専用の信号機を閉塞区間の入り口に敷設する場合を例にとって説明したが、既存の常置信号機に短絡不良発生の同定に応じた信号を現示させることとしてもよい。
【００６４】
例えば、各閉塞区間の入り口に敷設されて列車に対して信号を現示する閉塞信号機に、短絡不良発生の同定に応じた信号を現示させることとしてもよい。例えば、車上側で短絡不良の発生を同定した場合に、当該列車が在線する閉塞区間の閉塞信号機の現示を停止現示に変更する。
【００６５】
図１１は、この場合の現示制御手段の機能を実現するための回路図である。図１１に示す回路では、閉塞区間Ｂ−２１のレールを軌道回路の一部とし、終端側（列車の進出側）に電源５１を接続するとともに、始端側（列車の進入側）に軌道リレー（列車在線検知装置）５３を接続した電気回路を備える。そして、軌道リレー５３のａ接点５３１ａ、リレー４７０のｂ接点４７１ｂ、及び当該閉塞区間Ｂ−２１の入り口に敷設された閉塞信号機の緑色灯６１が直列に接続されている。また、軌道リレー５３のｂ接点５３１ｂと当該閉塞区間Ｂ−２１の入り口に敷設された閉塞信号機の赤色灯６３が直列に接続されるとともに、軌道リレー５３のｂ接点５３１ｂにリレー４７０のａ接点４７１ａが並列に接続されている。さらに、リレー４７０のコイル４７１とタイムリレー４６０のａ接点（瞬時動作・限時復帰接点）４６１ａとが直列に接続されている。
【００６６】
この場合の現示制御手段の動作原理は次の通りである。すなわち、閉塞区間Ｂ−２１に列車が進入し、車輪及び車軸でなる輪軸によって左右のレール間が良好に短絡された場合には、軌道リレー５３がオフになってａ接点５３１ａが開き、ｂ接点５３１ｂが閉じる。この状態では、赤色灯６３が点灯し、緑色灯６１は消灯する。逆に、閉塞区間Ｂ−２１に列車が在線しないときには、軌道リレー５３がオンになってａ接点５３１ａが閉じ、ｂ接点５３１ｂが開く。この状態では、緑色灯６１が点灯し、赤色灯６３は消灯する。
【００６７】
また、無線受信機４５１による不良同定信号の受信に応じて判定部４５３がオン信号を出力した場合には、次のように動作する。すなわち、タイマ４６１に電流が流れて瞬時動作・限時復帰接点４６１ａが閉じる。これに応じてコイル４７１に電流が流れてｂ接点４７１ｂが開き、ａ接点４７１ａが閉じる。この状態では、赤色灯６３が点灯し、緑色灯６１は消灯する。すなわち、軌道リレー５３によって列車の在線が検知されない場合であっても、閉塞信号機の現示は強制的に停止現示となる。尚、不良同定信号の受信に応じて赤色灯６３を点灯させることとしたが、滅灯させるようにしてもよい。
【００６８】
また、判定部４５３からの出力信号レベルがＬレベルとなった場合、タイマ４６１は、予め設定された所定時間の経過を計時する。そして、所定時間が経過したならば、タイマ４６１は、瞬時動作・限時復帰接点４６１ａを復帰させて接点を開かせる。この場合には、コイル４７１が消磁してｂ接点４７１ｂが閉じ、ａ接点４７１ａが開かれる。
【００６９】
尚、前述の例では、短絡不良発生が同定された場合に閉塞信号機の現示を停止現示に変更することとしたが、当該閉塞信号機の信号現示を点滅させるようにして、短絡不良発生の同定を報知することとしてもよい。また、前述の例では、２現示信号機の現示制御回路方式を例にとって説明したが、２現示であっても他の現示制御回路方式や、３現示以上の信号機の現示制御回路方式においても、発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜適用が可能である。
【００７０】
また、地上側の信号現示に限らず、車両の運転席に設けられた車内信号表示器に、短絡不良発生の同定を報知する現示を行ってもよい。例えば、公知の自動列車制御（ＡＴＣ）システムにおいて、ある閉塞区間を走行している列車の短絡不良同定手段が、短絡不良発生を同定した場合に、地上の信号設備に対して予め割り当てられている不良同定信号用周波数の信号を当該軌道回路の手前の閉塞区間に供給させて、当該閉塞区間に在線する列車の車上側に不良同定信号を伝送する。
【００７１】
そして、不良同定信号を受信した列車において、車内速度信号現示に併せて短絡不良同定現示を出力する。図１２は、この場合の車内信号表示器９０の一例を示す図である。図１２に示す車内信号表示器９０は、速度計９１や車内信号９３を備える従来の構成に加えて、短絡不良同定現示を出力する不良同定信号９５を備えて構成されており、不良同定信号９５は、不良同定信号を受信した場合に点灯する。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】信号システムの全体構成の概略を説明するための図。
【図２】鉄道車両用台車の構成の一例を示す図。
【図３】電源により供給される電流の経路について説明するための図。
【図４】第１実施形態における不良信号送信手段について説明するための図。
【図５】第１実施形態における現示制御手段の機能を実現するための回路図。
【図６】短絡不良警告灯の消灯タイミングの変形例を説明するための図。
【図７】第１実施形態における信号システムの機能構成の一例を示すブロック図。
【図８】警告灯管理テーブルのデータ構成例を示す図。
【図９】第２実施形態の信号システムについて説明するための図。
【図１０】短絡不良監視装置の機能構成の一例を示すブロック図。
【図１１】現示制御手段の変形例を実現するための回路図。
【図１２】不良同定信号を備えた車内信号表示器の一例を示す図。
【符号の説明】
【００７３】
１ 信号システム
１０ 列車
１１ 鉄道車両用台車
１３ａ〜１３ｄ 車輪
１５ａ，１５ｂ 車軸
１７ａ，１７ｂ 輪軸
２１ａ，２１ｂ 電源
２５ 車上制御装置
２５１ 処理装置
２５３ 記憶装置
２５５ 現在位置情報
２５７ 警告灯管理テーブル
２５９ 無線送信機
４１ 短絡不良警告灯
４５ 現示制御器
４５１ 無線受信機
Ｂ 閉塞区間
ｒ（ｒ１，ｒ２） レール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軌道回路の短絡不良の発生を同定し、当該短絡不良発生の同定に応じた信号の現示制御を行う信号システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、列車運行の保安装置として、軌道回路を利用して列車が在線するか否かを検知する軌道リレー等の列車在線検知装置が実用化されている。この列車在線検知装置は、軌道回路内に列車が進入した際、車輪及び車軸でなる輪軸によって左右のレール間が短絡されることで生じる軌道回路の電圧変化を利用し、軌道回路内に列車が在線していることを検知するものである。
【０００３】
したがって、上記した軌道リレー等の列車在線検知装置により軌道回路内の列車を検知するためには、車両の輪軸によって左右のレール間を確実に短絡させる必要がある。ところが、車輪踏面やレール頭頂面の状態等によっては左右のレール間の短絡が不十分となり、列車を検知できない場合があった。具体的には、車輪と接触するレール面に形成された粉塵、油、錆等による絶縁性の被膜や、軽量車両の通過時の接触圧力の低下等の原因により、レールと車輪間の接触抵抗が増大し、軌道回路の短絡不良が発生している。この短絡不良が発生すると、列車の在線が検知できない状態となり危険である。
【０００４】
しかしながら従来の技術では、軌道回路内に列車が在線しない場合と、在線していても前記列車在線検知装置が検知できない場合のどちらの場合も、軌道リレー等の列車在線検知装置は違いを識別できず、信号機は同じ現示を行っていた。したがって、在線していても前記列車在線検知装置が検知できない場合に、続行列車が高速度のまま当該軌道回路内に進入して、先行列車に追突するおそれがある。
【０００５】
このような問題点を改善するための技術としては、例えば特許文献１に開示されているような短絡支援装置がある。この短絡支援装置は、鉄道車両用台車の前位輪軸及び後位輪軸それぞれの車軸の左端部間及び／又は右端部間に所定の電圧を印加することによってレール面に形成された絶縁被膜を破壊し、レールと車輪間の接触抵抗を低減させるものである。
【特許文献１】特開２００４−２２４０７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
多くの場合、特許文献１の技術によってレールと車輪間の接触抵抗を低減させることが可能であるが、閑散線区や車両基地構内等の一部の路線では、列車の通過頻度が極端に少なくレールの錆び等も著しいため、短絡不良を改善できない場合も生じ得る。そこで、列車を安全に運行するためには、軌道回路内に列車が本当に在線していないのか、在線しているが前記列車在線検知装置が検知できない状況なのかを何らかの方法によって識別し、その情報を続行する列車に対して提供する必要がある。
【０００７】
本発明は、上記した従来の事情に鑑みて為されたものであり、軌道回路の短絡不良の発生を同定し、当該短絡不良発生の同定を報知することによって後続列車運行の安全性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するための第１の発明の信号システムは、
軌道回路の短絡不良の発生を同定する短絡不良同定手段（例えば、図７（ａ）の電源２１ａ，２１ｂ、車上制御装置２５）と、
前記短絡不良同定手段による同定結果に基づいて、所定の信号機（例えば、図７（ｂ）の短絡不良警告灯４１）に短絡不良発生の同定に応じた信号を現示させる制御を行う現示制御手段（例えば、図７（ｂ）の現示制御器４５）と、
を備えたものである。
【０００９】
この第１の発明によれば、軌道回路の短絡不良の発生を同定することができる。そして、所定の信号機に短絡不良発生の同定に応じた信号を現示させる制御を行うことができる。これによれば、地上側設備が軌道回路の短絡不良によって列車の在線を正確に把握できない場合でも、短絡不良発生の同定を外部に報知することができるので、列車運行の安全性を高めることできる。
【００１０】
また、第２の発明の信号システムは、
前位輪軸及び後位輪軸の少なくとも左右一方側の車輪間を通電させる通電手段（例えば、図７（ａ）の電源２１ａ，２１ｂ）と、前記通電手段の通電状況に基づいて軌道回路の短絡不良の発生を同定する短絡不良同定手段（例えば、図７（ａ）の車上制御装置２５）と、前記短絡不良同定手段の同定に応じて不良同定信号を送信する不良信号送信手段（例えば、図７（ａ）の無線送信機２５９）とを車上側に設け、
前記不良信号送信手段から送信された不良同定信号を受信する受信手段（例えば、図７（ｂ）の無線受信機４５１）と、前記受信手段による不良同定信号の受信に基づいて、所定の信号機（例えば、図７（ｂ）の短絡不良警告灯４１）に短絡不良発生の同定に応じた信号を現示させる制御を行う現示制御手段（例えば、図７（ｂ）の現示制御器４５）とを地上側に設けてなる。
【００１１】
この第２の発明によれば、車上側に短絡不良同定手段を設け、この短絡不良同定手段が短絡不良発生を同定したならば、不良同定信号を地上側に送信することができる。また地上側では、不良同定信号を受信した場合には、所定の信号機に短絡不良発生の同定に応じた信号を現示させる制御を行うことができる。したがって、列車運行の安全性を高めることできる。
【００１２】
第３の発明は、第２の発明の信号システムにおいて、
前記所定の信号機は、閉塞区間の入り口に敷設された常置信号機であり、
前記受信手段は、前記各閉塞区間毎に敷設されて、当該閉塞区間に存在する列車の不良信号送信手段から送信される不良同定信号を受信する手段であり、
前記現示制御手段は、前記各閉塞区間それぞれの入り口に敷設された前記所定の信号機の現示を、当該閉塞区間に敷設された受信手段の前記不良同定信号の受信に応じて制御するように前記所定の信号機毎に敷設され、
前記短絡不良同定手段により短絡不良発生が同定された場合、当該短絡不良発生の同定を行った列車が存在する閉塞区間の入り口に敷設された常置信号機により、短絡不良発生の同定に応じた信号現示が行われるものである。
【００１３】
この第３の発明によれば、車上側で短絡不良発生を同定した場合に、不良同定信号を各閉塞区間毎に敷設された受信手段によって受信することができる。そして、不良同定信号の受信に応じて当該閉塞区間の入り口に敷設された常置信号機に短絡不良発生の同定に応じた信号を現示させる制御を行うことができる。したがって、車上側で短絡不良の発生を同定した場合に、当該列車が存在する閉塞区間の入り口に敷設された常置信号機の信号現示によって当該短絡不良発生の同定を外部に報知することができる。したがって、後続の列車の運転士に注意を喚起させることが可能となり、より安全性の高い列車運行が実現できる。
【００１４】
第４の発明は、第２の発明の信号システムにおいて、
前記所定の信号機は、閉塞区間の入り口に敷設された常置信号機であり、
前記現示制御手段は、前記受信手段による不良同定信号の受信に基づいて、当該不良同定信号を送信した列車が在線する閉塞区間の入り口に敷設された前記所定の信号機を特定する特定手段（図１０の短絡不良監視装置８０）を有し、前記特定手段により特定された前記所定の信号機に、短絡不良発生の同定に応じた信号を現示させる制御を行うものである。
【００１５】
この第４の発明によれば、不良同定信号の受信に基づいて、当該不良同定信号を送信した列車が在線する閉塞区間の入り口に敷設された常置信号機を特定することができる。そして、特定した常置信号機に短絡不良発生の同定に応じた信号を現示させる制御を行うことができるので、車上側で短絡不良の発生を同定した場合に、当該列車が存在する閉塞区間の入り口に敷設された常置信号機の信号現示によって当該短絡不良発生の同定を外部に報知することができる。したがって、後続の列車の運転士に注意を喚起させることが可能となり、より安全性の高い列車運行が実現できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、軌道回路の短絡不良の発生を同定することができる。そして、所定の信号機に短絡不良発生の同定に応じた信号を現示させる制御を行うことができる。これによれば、地上側設備が軌道回路の短絡不良によって列車の在線を正確に把握できない場合でも、短絡不良発生の同定を外部に報知することができるので、列車運行の安全性を高めることできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照し、本発明を適用した信号システムについて詳細に説明する。
【００１８】
〔第１実施形態〕
先ず、第１実施形態について説明する。
【００１９】
［概要］
図１は、信号システム１の全体構成の概略を説明するための図である。図１に示すように、信号システム１は、主に、（１）短絡不良同定手段と、（２）不良信号送信手段と、（３）現示制御手段とを備えて構成されており、列車１０−１の短絡不良同定手段によって短絡不良の発生が同定された場合に、不良信号送信手段によって不良同定信号が地上側に送信されるようになっている。
【００２０】
そして、現示制御手段によって、当該不良同定信号を送信した列車１０−１が在線する閉塞区間Ｂの入り口に敷設された短絡不良警告灯４１の信号現示が制御される。この短絡不良警告灯４１は、短絡不良発生の同定を報知するための専用の信号機であり、各閉塞区間Ｂの入り口に常置信号機としてそれぞれ敷設されるものである。
【００２１】
以下、各手段について順に説明する。
【００２２】
（１）短絡不良同定手段
図２は、短絡不良同定手段について説明するための図であり、同図において、鉄道車両用台車１１の構成の一例を示している。図２に示すように、２本のレールｒ１，ｒ２上を走行する鉄道車両用台車１１の台車前位には、進行方向に向かって左側の車輪１３ａと右側の車輪１３ｃと車軸１５ａとから成る輪軸１７ａが取り付けられ、台車後位には、進行方向に向かって左側の車輪１３ｂと右側の車輪１３ｄと車軸１５ｂとから成る輪軸１７ｂが取り付けられる。この輪軸１７ａ，１７ｂは、台車枠と絶縁された状態で支持される。この輪軸と台車枠との絶縁構造は、上述した特許文献１にも開示されている通りに公知の構造であるため、本明細書においてその説明を省略する。
【００２３】
そして、車軸１５ａ，１５ｂの左端部間及び／又は右端部間に、電源２１ａ，２１ｂがそれぞれ接続されており、その出力端子電圧がそれぞれ車上制御装置２５に入力されるようになっている。
【００２４】
電源２１ａ，２１ｂは、出力電圧の位相が同期制御され、交流電源により左右の車軸端間にそれぞれ電圧を印加する。尚、電源２１ａ，２１ｂは、交流電源に限らず、直流電源を用いても構わない。ここで、電源２１ａ，２１ｂにより供給される電流の経路について、図３を参照して説明する。図３に示すように、電源２１ａにより供給される電流によって、電源２１ａを通り、車軸１５ａの一端から車輪１３ａを介してレールｒ１を流れ、車輪１３ｂを介して車軸１５ｂの一端に流れる電流の閉ループＲ１が形成される。同様に、電源２１ｂにより供給される電流によって、電源２１ｂを通り、車軸１５ａの他端から車輪１３ｃを介してレールｒ２を流れ、車輪１３ｄを介して車軸１５ｂの他端に流れる電流の閉ループＲ２が形成される。
【００２５】
このように、電源２１ａ，２１ｂにより車軸の左端部同士間及び／又は右端部同士間に所定の交流電圧を印加して所定電圧の閉ループＲ１，Ｒ２を形成することにより、車輪と接触するレール面に形成された絶縁性の被膜が破壊され、左右のレール間と車輪との接触抵抗が低下するため、軌道回路の短絡状態が改善される。
【００２６】
車上制御装置２５は、電源２１ａ，２１ｂの出力端子電圧が所定の閾値以下か否かを判定することによって短絡不良の発生を同定（推定）する。
【００２７】
具体的に説明する。前述のように、電源２１ａ，２１ｂにより車軸の左端部同士間及び右端部同士間に所定の交流電圧が印加されるが、このとき、出力端子電圧が所定の閾値以下ならば、前位輪軸と後位輪軸間の通電が良好なことから軌道短絡の状態が良好であると判定する。一方、出力端子電圧が所定の閾値より大きい場合には、軌道短絡の状態が不良であると判定し、短絡不良の発生を同定する。このように、短絡不良同定手段は、車上側にてレールと車輪間の通電状態を監視し、その通電状態によって短絡不良の発生を同定する。
【００２８】
（２）不良信号送信手段
図４は、不良信号送信手段について説明するための図である。図４に示すように、第１実施形態の信号システムは、車上側に具備される車上制御装置２５、及び各閉塞区間の入り口に敷設される短絡不良警告灯４１（４１−０〜４１−３）それぞれに対応させて敷設される現示制御器４５（４５−１〜４５−３）を含み、車上制御装置２５と現示制御器４５とは、互いに無線通信が可能に構成されている。
【００２９】
不良信号送信手段は、短絡不良同定手段によって短絡不良の発生が同定された場合に、自列車が現在位置している閉塞区間の短絡不良警告灯４１を特定し、特定した短絡不良警告灯４１の信号現示を制御する現示制御器４５に不良同定信号を送信する。
【００３０】
例えば図４の場面で、閉塞区間Ｂ−１に在線する列車１０において、短絡不良同定手段によって短絡不良の発生が同定されたとする。この場合には、不良信号送信手段によって、自列車が在線する閉塞区間Ｂ−１の入り口に敷設された短絡不良警告灯４１−１が特定され、特定された短絡不良警告灯４１−１の信号現示を制御する現示制御器４５−１に不良同定信号が送信される。
同様にして、閉塞区間Ｂ−２を走行中、短絡不良同定手段によって短絡不良の発生が同定された場合には、不良同定信号が現示制御器４５−２に送信される。
【００３１】
（３）現示制御手段
現示制御手段は、図４に示す現示制御器４５であって、不良同定信号の受信に基づいて対応する短絡不良警告灯４１の点灯制御を行う。例えば、現示制御器４５−１は、不良同定信号の受信に基づいて、対応する短絡不良警告灯４１−１の点灯制御を行う。
【００３２】
図５は、現示制御手段の機能を実現するための回路図である。図５に示す回路は、コイル（タイマ）４６とａ接点（瞬時動作・限時復帰接点）４６ａとにより構成されたタイムリレー、コイル４７とａ接点４７ａとにより構成されたリレー、各リレーに電流を流すための電源４８等により構成されている。そして、コイル４７と瞬時動作・限時復帰接点４６ａとが直列に接続され、ａ接点４７ａと短絡不良警告灯４１とが直列に接続されており、瞬時動作・限時復帰接点４６ａが閉じている場合に、ａ接点４７ａが閉じて短絡不良警告灯４１が点灯する。
【００３３】
具体的には、無線受信機４５１（図７参照。）による不良同定信号の受信に応じて判定部４５３がオン／オフ信号を出力するようになっており、判定部４５３からオン信号が出力されると、タイマ４６に電流が流れて瞬時動作・限時復帰接点４６ａが閉じる。これに応じてコイル４７に電流が流れてａ接点４７ａが閉じる。ａ接点４７ａが閉じたならば、短絡不良警告灯４１が点灯する。
【００３４】
また、不良同定信号の受信に応じた判定部４５３からオン信号が出力された後、判定部４５３からの出力信号レベルがＬレベルとなった場合、タイマ４６は、予め設定された所定時間の経過を計時する。そして、所定時間が経過したならば、タイマ４６は、瞬時動作・限時復帰接点４６ａを復帰させて接点を開かせる。この場合には、コイル４７が消磁してａ接点４７ａが開かれ、短絡不良警告灯４１が消灯する。すなわち、短絡不良警告灯４１は、所定時間点灯した後、消灯することとなる。
【００３５】
尚、短絡不良警告灯４１を所定時間点灯させることとしたが、短絡不良警告灯４１が敷設された閉塞区間から列車が進出した場合に消灯させることとしてもよい。具体的には、当該閉塞区間に敷設されている閉塞信号機が黄色を現示した場合に短絡不良警告灯４１を消灯する。
【００３６】
図６を参照して具体的に説明する。図６（ａ）の例では、閉塞区間Ｂ−１２に列車が在線している。この場合、当該閉塞区間Ｂ−１２の入り口に敷設された閉塞信号機の信号現示は“Ｒ”であり、当該閉塞区間Ｂ−１２の１つ手前の閉塞区間Ｂ−１３の閉塞信号機の信号現示は“Ｙ”、２つ手前の閉塞区間Ｂ−１４の閉塞信号機の信号現示は“Ｇ”となる。
【００３７】
ここで、列車１０の短絡不良同定手段が短絡不良発生を同定し、地上側に不良同定信号を送信したとする。この場合には、当該閉塞区間Ｂ−１２の入り口の短絡不良警告灯４１が点灯する。この短絡不良警告灯４１は、列車１０が当該閉塞区間Ｂ−１２から進出した場合に消灯する。すなわち、図６（ｂ）に示すように、列車１０が前方の閉塞区間Ｂ−１１に進入し、閉塞区間Ｂ−１２の閉塞信号機の信号現示が“Ｙ”に変わった場合に、短絡不良警告灯４１が消灯する。
【００３８】
このように、列車１０による軌道回路の短絡不良の発生を同定した場合には、短絡不良警告灯４１の信号現示によって、当該短絡不良警告灯４１の内方の閉塞区間Ｂに在線している列車において短絡不良の発生が同定された旨報知される。したがって、当該短絡不良警告灯４１の外方に存在する後続の列車１０の運転士に注意を喚起させることが可能となり、より安全性の高い列車運行が実現できる。
【００３９】
［機能構成］
図７は、第１実施形態における信号システムの機能構成の一例を示すブロック図であり、図７（ａ）は車上側に具備される機能部の構成を、（ｂ）は地上側において各閉塞区間毎に具備される機能部の構成をそれぞれ示す図である。
【００４０】
図７（ａ）に示すように、第１実施形態の信号システムは、車上側の機能部として、鉄道車両用台車１１の前後の各車軸１５ａ，１５ｂ（図２参照。）の左端部間に接続される電源２１ａ及び右端部間に接続される電源２１ｂと、車上制御装置２５とを含む。
【００４１】
電源２１ａ，２１ｂは、パンタグラフを介して架線から供給される電力や蓄電池電力を交流又は直流に変換して出力する電源である。
【００４２】
車上制御装置２５は、ＣＰＵ等の処理装置２５１、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置２５３、現示制御器４５に不良同定信号を送信するための無線送信機２５９等を備えて構成されており、記憶装置２５３には、現在位置情報２５５と、警告灯管理テーブル２５７とが格納されている。
【００４３】
処理装置２５１は、例えば図示しない速度発電機等から入力される車両の速度信号の積分、又はパルスカウントに従って、走行中の路線の基準位置からの走行距離（すなわち、現在位置）を随時算出する。そして、算出した現在位置を、現在位置情報２５５として記憶装置２５３内に更新・記憶する。
【００４４】
また、処理装置２５１は、電源２１ａ，２１ｂの出力端子電圧が所定の閾値以下か否かを判定することによって、列車による軌道短絡の状態を監視する。そして、軌道短絡の状態によって短絡不良の発生を同定した場合（電源２１ａ，２１ｂの出力端子電圧が所定の閾値より大きい場合）には、警告灯管理テーブル２５７を参照し、現在位置情報２５５をもとに自列車が在線する閉塞区間の短絡不良警告灯４１を特定する。
【００４５】
図８は、警告灯管理テーブル２５７のデータ構成例を示す図である。図８に示すように、警告灯管理テーブル２５７は、短絡不良警告灯４１の信号現示を制御する現示制御器４５に割り当てられた現示制御器ＩＤと、当該短絡不良警告灯４１に割り当てられた警告灯ＩＤと、当該短絡不良警告灯４１が敷設された閉塞区間の入り口及び出口の位置情報との対応関係を定義したデータテーブルである。処理装置２５１は、この警告灯管理テーブル２５７を参照して自列車が在線する閉塞区間の短絡不良警告灯４１を特定したならば、無線送信機２５９を介して特定した短絡不良警告灯４１の信号現示を制御する現示制御器４５に対して、その現示制御器ＩＤと不良同定信号を送信する。
【００４６】
また、図７（ｂ）に示すように、地上側の機能部として、現示制御器４５と、短絡不良警告灯４１とを含み、現示制御器４５は、当該現示制御器４５に対して送信された不良同定信号を受信する無線受信機４５１を含む。
【００４７】
現示制御器４５は、無線受信機４５１を介して車上制御装置２５から不良同定信号を受信したならば、対応する短絡不良警告灯４１の点灯制御を行い、短絡不良発生の同定を報知する。
【００４８】
以上説明したように、第１実施形態によれば、車上側において列車による軌道短絡の状態を監視し、短絡不良の発生を同定することができる。そして、短絡不良の発生を同定したならば、当該列車が在線する閉塞区間の入り口に敷設された短絡不良警告灯４１の信号現示を制御する現示制御器４５に不良同定信号を送信することができる。したがって、当該短絡不良警告灯４１の内方の閉塞区間Ｂに在線している列車において短絡不良の発生が同定された旨報知することができるので、後続の列車の運転士に注意を喚起させることが可能となり、より安全性の高い列車運行が実現できる。
【００４９】
〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態について説明する。尚、以下の説明において、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
【００５０】
［概要］
図９は、第２実施形態の信号システムについて説明するための図である。第２実施形態は、上記した第１実施形態の不良信号送信手段及び現示制御手段を、図９に示す構成に置き換えたものである。
【００５１】
図９に示すように、第２実施形態の信号システムは、車上側に具備される車上制御装置２５ｂ、各閉塞区間の入り口に敷設される短絡不良警告灯４１（４１−０〜４１−２）それぞれに対応させて敷設される現示制御器４５ｂ（４５ｂ−１〜４５ｂ−２）、現示制御手段に相当する短絡不良監視装置８０の各機能部を含んで構成され、短絡不良監視装置８０は、無線通信網を介して車上制御装置２５ｂ及び現示制御器４５ｂと接続されている。この無線通信網としては、専用回線網を使用してもよいし、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）のような公衆回線網を利用してもよい。
【００５２】
第２実施形態の信号システムでは、不良信号送信手段は、短絡不良同定手段によって短絡不良の発生が同定された場合に、無線通信網を介して短絡不良監視装置８０に不良同定信号を送信する。具体的には、車上制御装置２５ｂは、第１実施形態と同様に自列車の現在位置を随時算出・保持しており、前述のように短絡不良同定手段によって短絡不良の発生が同定された場合には、現在位置情報と不良同定信号を短絡不良監視装置８０に送信する。
【００５３】
短絡不良監視装置８０は、例えば指令室や最寄り駅等の鉄道会社の管理側に設置されて、信号システムを統括的に制御する。具体的には、不良同定信号を受信したならば、現在位置情報をもとに当該不良同定信号を送信した列車が在線する閉塞区間の短絡不良警告灯４１を特定し、特定した短絡不良警告灯４１の信号現示を制御する現示制御器４５ｂに点灯指示を通知する。
【００５４】
例えば図９の場面で、閉塞区間Ｂ−１に在線する列車１０ｂにおいて、短絡不良同定手段によって短絡不良の発生が同定されたとする。この場合には、不良信号送信手段によって現在位置情報と不良同定信号が短絡不良監視装置８０に送信される。一方短絡不良監視装置８０では、不良同定信号とともに送信された現在位置情報をもとに当該不良同定信号を送信した列車１０ｂが在線する閉塞区間Ｂ−１の短絡不良警告灯４１−１が特定され、特定された短絡不良警告灯４１−１の現示制御器４５ｂ−１に、点灯指示が通知される。
【００５５】
［短絡不良監視装置の機能構成］
図１０は、短絡不良監視装置８０の機能構成の一例を示すブロック図である。図１０に示すように、短絡不良監視装置８０は、ＣＰＵ等の処理装置８２、ハードディスク等の記憶装置８５、車上制御装置２５ｂや現示制御器４５ｂとの間でデータ通信を行うための通信装置８４、入力装置８１や表示装置８３等を備えて構成されており、記憶装置８５には、警告灯管理テーブル８５１と、不良同定履歴８５３とが格納されている。
【００５６】
処理装置８２は、無線通信網を介して車上制御装置２５ｂから不良同定信号を受信した場合に、警告灯管理テーブル８５１を参照し、不良同定信号とともに送信された現在位置情報をもとに当該不良同定信号を送信した列車が在線する閉塞区間の短絡不良警告灯４１を特定する。そして、特定した短絡不良警告灯４１の信号現示を制御する現示制御器４５ｂに対して点灯指示を通知する。尚、警告灯管理テーブル８５１のデータ構成は、図８に示して説明した警告灯管理テーブル２５７と同様であり、短絡不良警告灯４１の信号現示を制御する現示制御器４５ｂに割り当てられた現示制御器ＩＤと、当該短絡不良警告灯４１に割り当てられた警告灯ＩＤと、当該短絡不良警告灯４１が敷設された閉塞区間の開始位置及び終了位置の位置情報との対応関係を定義したデータテーブルである。
【００５７】
また処理装置８２は、不良同定信号とともに送信された現在位置情報を、受信時の日時情報と対応付けて、不良同定履歴８５３として記憶装置８５内に蓄積・記憶して管理する。この不良同定履歴８５３を要注意個所及び要注意時刻の把握等に利用することにより、列車運行の保守性を向上させることが可能となる。
【００５８】
以上説明したように、第２実施形態によれば、車上側において列車による軌道回路の短絡状態を判定し、短絡不良の発生を同定することができる。そして、短絡不良の発生を同定したならば、不良同定信号を短絡不良監視装置８０に送信し、短絡不良監視装置８０の制御によって、当該列車が在線する閉塞区間の入り口に敷設された短絡不良警告灯４１に短絡不良発生の同定に応じた信号を現示させることができる。したがって、後続の列車の運転士に注意を喚起させることが可能となり、より安全性の高い列車運行が実現できる。
【００５９】
［変形例］
以上、本発明についての好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記したものに限らず、発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜変更可能である。
【００６０】
例えば、上記した実施形態では、電源２１ａ，２１ｂの出力端子電圧を判定し、短絡不良の発生を同定することとしたが、以下のようにしてもよい。
【００６１】
すなわち、電源２１ａ，２１ｂが定電流モード（出力電流が変化しない状態）なのか定電圧モード（出力電圧が変化しない状態）なのかを判定して、短絡不良の発生を同定することとしてもよい。具体的には、電源２１ａ，２１ｂが定電流モードの場合には前位輪軸と後位輪軸間の通電が良好なことから軌道短絡の状態が良好であると判定する。一方定電圧モードの場合には、軌道短絡の状態が不良であると判定する。この場合、閾値を設定する必要はない。
【００６２】
或いは、電源２１ａ，２１ｂにより供給される電流量を検出して短絡不良の発生を同定することとしてもよい。具体的には、検出した電流量が所定の閾値以上ならば、前位輪軸と後位輪軸間の通電が良好なことから軌道短絡の状態が良好であると判定する。一方、所定の閾値未満の場合には、軌道短絡の状態が不良であると判定と判定する。
【００６３】
また、上記した実施形態では、短絡不良発生を報知するための専用の信号機を閉塞区間の入り口に敷設する場合を例にとって説明したが、既存の常置信号機に短絡不良発生の同定に応じた信号を現示させることとしてもよい。
【００６４】
例えば、各閉塞区間の入り口に敷設されて列車に対して信号を現示する閉塞信号機に、短絡不良発生の同定に応じた信号を現示させることとしてもよい。例えば、車上側で短絡不良の発生を同定した場合に、当該列車が在線する閉塞区間の閉塞信号機の現示を停止現示に変更する。
【００６５】
図１１は、この場合の現示制御手段の機能を実現するための回路図である。図１１に示す回路では、閉塞区間Ｂ−２１のレールを軌道回路の一部とし、終端側（列車の進出側）に電源５１を接続するとともに、始端側（列車の進入側）に軌道リレー（列車在線検知装置）５３を接続した電気回路を備える。そして、軌道リレー５３のａ接点５３１ａ、リレー４７０のｂ接点４７１ｂ、及び当該閉塞区間Ｂ−２１の入り口に敷設された閉塞信号機の緑色灯６１が直列に接続されている。また、軌道リレー５３のｂ接点５３１ｂと当該閉塞区間Ｂ−２１の入り口に敷設された閉塞信号機の赤色灯６３が直列に接続されるとともに、軌道リレー５３のｂ接点５３１ｂにリレー４７０のａ接点４７１ａが並列に接続されている。さらに、リレー４７０のコイル４７１とタイムリレー４６０のａ接点（瞬時動作・限時復帰接点）４６１ａとが直列に接続されている。
【００６６】
この場合の現示制御手段の動作原理は次の通りである。すなわち、閉塞区間Ｂ−２１に列車が進入し、車輪及び車軸でなる輪軸によって左右のレール間が良好に短絡された場合には、軌道リレー５３がオフになってａ接点５３１ａが開き、ｂ接点５３１ｂが閉じる。この状態では、赤色灯６３が点灯し、緑色灯６１は消灯する。逆に、閉塞区間Ｂ−２１に列車が在線しないときには、軌道リレー５３がオンになってａ接点５３１ａが閉じ、ｂ接点５３１ｂが開く。この状態では、緑色灯６１が点灯し、赤色灯６３は消灯する。
【００６７】
また、無線受信機４５１による不良同定信号の受信に応じて判定部４５３がオン信号を出力した場合には、次のように動作する。すなわち、タイマ４６１に電流が流れて瞬時動作・限時復帰接点４６１ａが閉じる。これに応じてコイル４７１に電流が流れてｂ接点４７１ｂが開き、ａ接点４７１ａが閉じる。この状態では、赤色灯６３が点灯し、緑色灯６１は消灯する。すなわち、軌道リレー５３によって列車の在線が検知されない場合であっても、閉塞信号機の現示は強制的に停止現示となる。尚、不良同定信号の受信に応じて赤色灯６３を点灯させることとしたが、滅灯させるようにしてもよい。
【００６８】
また、判定部４５３からの出力信号レベルがＬレベルとなった場合、タイマ４６１は、予め設定された所定時間の経過を計時する。そして、所定時間が経過したならば、タイマ４６１は、瞬時動作・限時復帰接点４６１ａを復帰させて接点を開かせる。この場合には、コイル４７１が消磁してｂ接点４７１ｂが閉じ、ａ接点４７１ａが開かれる。
【００６９】
尚、前述の例では、短絡不良発生が同定された場合に閉塞信号機の現示を停止現示に変更することとしたが、当該閉塞信号機の信号現示を点滅させるようにして、短絡不良発生の同定を報知することとしてもよい。また、前述の例では、２現示信号機の現示制御回路方式を例にとって説明したが、２現示であっても他の現示制御回路方式や、３現示以上の信号機の現示制御回路方式においても、発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜適用が可能である。
【００７０】
また、地上側の信号現示に限らず、車両の運転席に設けられた車内信号表示器に、短絡不良発生の同定を報知する現示を行ってもよい。例えば、公知の自動列車制御（ＡＴＣ）システムにおいて、ある閉塞区間を走行している列車の短絡不良同定手段が、短絡不良発生を同定した場合に、地上の信号設備に対して予め割り当てられている不良同定信号用周波数の信号を当該軌道回路の手前の閉塞区間に供給させて、当該閉塞区間に在線する列車の車上側に不良同定信号を伝送する。
【００７１】
そして、不良同定信号を受信した列車において、車内速度信号現示に併せて短絡不良同定現示を出力する。図１２は、この場合の車内信号表示器９０の一例を示す図である。図１２に示す車内信号表示器９０は、速度計９１や車内信号９３を備える従来の構成に加えて、短絡不良同定現示を出力する不良同定信号９５を備えて構成されており、不良同定信号９５は、不良同定信号を受信した場合に点灯する。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】信号システムの全体構成の概略を説明するための図。
【図２】鉄道車両用台車の構成の一例を示す図。
【図３】電源により供給される電流の経路について説明するための図。
【図４】第１実施形態における不良信号送信手段について説明するための図。
【図５】第１実施形態における現示制御手段の機能を実現するための回路図。
【図６】短絡不良警告灯の消灯タイミングの変形例を説明するための図。
【図７】第１実施形態における信号システムの機能構成の一例を示すブロック図。
【図８】警告灯管理テーブルのデータ構成例を示す図。
【図９】第２実施形態の信号システムについて説明するための図。
【図１０】短絡不良監視装置の機能構成の一例を示すブロック図。
【図１１】現示制御手段の変形例を実現するための回路図。
【図１２】不良同定信号を備えた車内信号表示器の一例を示す図。
【符号の説明】
【００７３】
１ 信号システム
１０ 列車
１１ 鉄道車両用台車
１３ａ〜１３ｄ 車輪
１５ａ，１５ｂ 車軸
１７ａ，１７ｂ 輪軸
２１ａ，２１ｂ 電源
２５ 車上制御装置
２５１ 処理装置
２５３ 記憶装置
２５５ 現在位置情報
２５７ 警告灯管理テーブル
２５９ 無線送信機
４１ 短絡不良警告灯
４５ 現示制御器
４５１ 無線受信機
Ｂ 閉塞区間
ｒ（ｒ１，ｒ２） レール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道回路の短絡不良の発生を同定する短絡不良同定手段と、
前記短絡不良同定手段による同定結果に基づいて、所定の信号機に短絡不良発生の同定に応じた信号を現示させる制御を行う現示制御手段と、
を備えた信号システム。
【請求項２】
前位輪軸及び後位輪軸の少なくとも左右一方側の車輪間を通電させる通電手段と、前記通電手段の通電状況に基づいて軌道回路の短絡不良の発生を同定する短絡不良同定手段と、前記短絡不良同定手段の同定に応じて不良同定信号を送信する不良信号送信手段とを車上側に設け、
前記不良信号送信手段から送信された不良同定信号を受信する受信手段と、前記受信手段による不良同定信号の受信に基づいて、所定の信号機に短絡不良発生の同定に応じた信号を現示させる制御を行う現示制御手段とを地上側に設けてなる信号システム。
【請求項３】
前記所定の信号機は、閉塞区間の入り口に敷設された常置信号機であり、
前記受信手段は、前記各閉塞区間毎に敷設されて、当該閉塞区間に存在する列車の不良信号送信手段から送信される不良同定信号を受信する手段であり、
前記現示制御手段は、前記各閉塞区間それぞれの入り口に敷設された前記所定の信号機の現示を、当該閉塞区間に敷設された受信手段の前記不良同定信号の受信に応じて制御するように前記所定の信号機毎に敷設され、
前記短絡不良同定手段により短絡不良発生が同定された場合、当該短絡不良発生の同定を行った列車が存在する閉塞区間の入り口に敷設された常置信号機により、短絡不良発生の同定に応じた信号現示が行われることを特徴とする請求項２に記載の信号システム。
【請求項４】
前記所定の信号機は、閉塞区間の入り口に敷設された常置信号機であり、
前記現示制御手段は、前記受信手段による不良同定信号の受信に基づいて、当該不良同定信号を送信した列車が在線する閉塞区間の入り口に敷設された前記所定の信号機を特定する特定手段を有し、前記特定手段により特定された前記所定の信号機に、短絡不良発生の同定に応じた信号を現示させる制御を行う、
ことを特徴とする請求項２に記載の信号システム。
【請求項１】
軌道回路の短絡不良の発生を同定する短絡不良同定手段と、
前記短絡不良同定手段による同定結果に基づいて、所定の信号機に短絡不良発生の同定に応じた信号を現示させる制御を行う現示制御手段と、
を備えた信号システム。
【請求項２】
前位輪軸及び後位輪軸の少なくとも左右一方側の車輪間を通電させる通電手段と、前記通電手段の通電状況に基づいて軌道回路の短絡不良の発生を同定する短絡不良同定手段と、前記短絡不良同定手段の同定に応じて不良同定信号を送信する不良信号送信手段とを車上側に設け、
前記不良信号送信手段から送信された不良同定信号を受信する受信手段と、前記受信手段による不良同定信号の受信に基づいて、所定の信号機に短絡不良発生の同定に応じた信号を現示させる制御を行う現示制御手段とを地上側に設けてなる信号システム。
【請求項３】
前記所定の信号機は、閉塞区間の入り口に敷設された常置信号機であり、
前記受信手段は、前記各閉塞区間毎に敷設されて、当該閉塞区間に存在する列車の不良信号送信手段から送信される不良同定信号を受信する手段であり、
前記現示制御手段は、前記各閉塞区間それぞれの入り口に敷設された前記所定の信号機の現示を、当該閉塞区間に敷設された受信手段の前記不良同定信号の受信に応じて制御するように前記所定の信号機毎に敷設され、
前記短絡不良同定手段により短絡不良発生が同定された場合、当該短絡不良発生の同定を行った列車が存在する閉塞区間の入り口に敷設された常置信号機により、短絡不良発生の同定に応じた信号現示が行われることを特徴とする請求項２に記載の信号システム。
【請求項４】
前記所定の信号機は、閉塞区間の入り口に敷設された常置信号機であり、
前記現示制御手段は、前記受信手段による不良同定信号の受信に基づいて、当該不良同定信号を送信した列車が在線する閉塞区間の入り口に敷設された前記所定の信号機を特定する特定手段を有し、前記特定手段により特定された前記所定の信号機に、短絡不良発生の同定に応じた信号を現示させる制御を行う、
ことを特徴とする請求項２に記載の信号システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００７−１２５９２３（Ｐ２００７−１２５９２３Ａ）
【公開日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３１８２８４（Ｐ２００５−３１８２８４）
【出願日】平成１７年１１月１日（２００５．１１．１）
【出願人】（０００１７３７８４）財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月１日（２００５．１１．１）
【出願人】（０００１７３７８４）財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
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