故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子
【課題】電文記憶部と送信部で故障を検知しうる故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子をより簡素な構成で実現する。
【解決手段】列車停止制御用の情報を含んだ送信用電文Ｍａを軌道１１上へ１．７ＭＨｚの電波で送出する送信手段２１，２２と、その電波を受信して受信電文Ｍｂを生成する受信手段２３，２４と、送信用電文Ｍａおよびそれと同一内容の非送信用電文Ｍｃを電文記憶部４３の異なる記憶領域に保持していて電文記憶部４３から送信用電文Ｍａを読み出して送信手段２１，２２へ送るとともにそのとき非送信用電文Ｍｃの読出も行う電文生成手段４１と、受信電文Ｍｂと非送信用電文Ｍｃとを比較して一致していれば正常とし不一致であれば異常とする照合手段４５とを備える。
【解決手段】列車停止制御用の情報を含んだ送信用電文Ｍａを軌道１１上へ１．７ＭＨｚの電波で送出する送信手段２１，２２と、その電波を受信して受信電文Ｍｂを生成する受信手段２３，２４と、送信用電文Ｍａおよびそれと同一内容の非送信用電文Ｍｃを電文記憶部４３の異なる記憶領域に保持していて電文記憶部４３から送信用電文Ｍａを読み出して送信手段２１，２２へ送るとともにそのとき非送信用電文Ｍｃの読出も行う電文生成手段４１と、受信電文Ｍｂと非送信用電文Ｍｃとを比較して一致していれば正常とし不一致であれば異常とする照合手段４５とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鉄道保安設備におけるトランスポンダ形のＡＴＳ（自動列車停止装置）のうち鉄道線路の軌道に設置されるＡＴＳ−Ｐ地上子に関し、詳しくは、信号機器具箱から信号機現示の情報を直接的に取り込むＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子を改良して自装置内の回路等の故障を検知するようにした故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子に関する。
【背景技術】
【０００２】
［従来例１］ 鉄道各社で、運転保安度の向上のため、ＡＴＳ−Ｐシステムの導入が多くなっている。例えば東日本旅客鉄道株式会社の場合、首都圏の高密度線区には符号処理器（ＥＣ）と中継器（ＲＰ）と有電源地上子を組み合わせたシステムを設備している。このシステムでは符号処理器（ＥＣ）にフェールセーフコンピュータを用いており、符号処理器（ＥＣ）自体の故障診断の他に情報回線を介したＦＳＫ信号での電文の送受信で中継器（ＲＰ）や有電源地上子の故障検知ができる。この故障情報は保全区所等に出力されている。本システムは設備費の高いのが難点であるが、列車から列車番号や減速度などの情報を３．０ＭＨｚの情報波で受信できるため、運行管理や踏切制御にも利用されている（例えば非特許文献１，２参照）。ここでは、そのようなシステムＡＴＳ−ＰＩ〜ＡＴＳ−ＰＩＶ（Ｎ）を中継器故障検出機能付きＡＴＳ−Ｐシステムと呼ぶことにする。
【０００３】
図７は、従来の中継器故障検出機能付きＡＴＳ−Ｐシステムの構造を示し、（ａ）が地上設備の概要ブロック図、（ｂ）が中継器故障検出機能付きＡＴＳ−Ｐ地上装置のブロック図、（ｃ）が電文フレーム構成図である。中継器は地上子と一体化されることもあるが、ここでは別体とする。
中継器故障検出機能付きＡＴＳ−Ｐシステムは（図７（ａ）参照）、鉄道線路の軌道１１を走行する列車１２に搭載されている車上装置と、地上側に設置されている中継器故障検出機能付きＡＴＳ−Ｐ地上装置とからなる。地上装置は、信号機１３及び器具箱１４（信号機器具箱）に対応して設けられ、軌道１１に沿って設置されている。
【０００４】
このＡＴＳ−Ｐ地上装置は、一台の符号処理器と、一組または複数組の中継器および地上子とからなり、符号処理器は、中継器に電力ＤＣ１３５Ｖを供給するとともに、ＦＳＫ（周波数シフトキーイング）方式の通信で中継器と交信するようになっている。中継器と地上子は、一対一で組にされ、信号機１３から適宜な離隔位置に設置されている。
そして、符号処理器が器具箱１４からリレー信号にて信号機現示ＧＲ，ＹＲを入力してその現示情報や信号機１３までの距離情報などを中継器へ送り、その情報を中継器が地上子を介して１．７ＭＨｚの電波で送信するので、そこへ走行して来た列車１２の車上装置が速度照査パターンＰの発生に役立つ情報を受信して列車停止制御を行う。なお、その車上装置から地上装置への情報伝達は３．０ＭＨｚの電波で行われるが、これ以降の説明では３．０ＭＨｚ電波の受信と情報伝達については省略する。
【０００５】
地上装置の内部構成について（図７（ｂ）参照）、車上装置からの受信系を省略して、本願発明の説明に役立つ車上装置への送信系と故障検知系とを述べる。
符号処理器は、信号機現示ＧＲ，ＹＲに基づき信号機１３の現示がＧ現示かＹ現示かＲ現示かを判別して対応する送信用電文Ｍａ（図７（ｃ）参照）を生成する電文生成手段と、送信用電文Ｍａを中継器へ送信する変調手段と、中継器から返送されて来た受信電文Ｍｂを取得する復調手段と、その送信用電文Ｍａと受信電文Ｍｂとを比較して一致しているか否かを調べる照合手段と、その照合結果が不一致であれば中継器か地上子が故障しているとして給電部に中継器への電力供給を絶たせる故障処理手段とを具えている。
【０００６】
また、地上子は、１．７ＭＨｚの電波の送受信に適合したアンテナとして、地上から車上への情報伝達を担う送信コイル２２（情報波アンテナ）と、送信コイル２２から発した電波を照合に備えて受信する受信コイル２３（送信確認用アンテナ）とを具えている。
さらに、中継器は、符号処理器に対して電文Ｍａ，Ｍｂを送受信するモデムと、送信用電文Ｍａを１．７ＭＨｚの搬送波に乗せるとともに適度に信号増幅してから送信コイル２２に送信させる変調回路２１と、受信コイル２３の受信信号から電文を復元して受信電文Ｍｂを生成する復調回路２４と、モデムと変調回路２１及び復調回路２４との間でタイミング調整用の電文蓄積などを行う論理部とを具えている。
【０００７】
このような中継器故障検出機能付きＡＴＳ−Ｐ地上装置では、符号処理器で生成された送信用電文Ｍａが中継器の変調回路２１等と地上子の送信コイル２２を介して軌道１１上へ電波で発信されるとともに、その電波から地上子の受信コイル２３と中継器の復調回路２４とで復元された受信電文Ｍｂが中継器から符号処理器に返信され、符号処理器において送信用電文Ｍａと受信電文Ｍｂとが照合される。そして、送信用電文Ｍａと受信電文Ｍｂとが一致すれば電文伝達経路が総て正常であることが判るのに対し、両電文Ｍａ，Ｍｂが一致しないときには電文伝達経路の何処かが故障していることが判明する。
【０００８】
しかも、故障検出に基づく安全性に関しては、符号処理器にフェールセーフコンピュータを採用して符号処理器の安全性を確保するとともに、そのような符号処理器にて送信用電文Ｍａと受信電文Ｍｂとの照合を行うことで中継器と地上子の安全性も高めていることから、中継器の論理部に一重系電子計算機を採用した場合でも、その故障検知が的確になされるので、地上装置は全体が安全でフェールセーフなものとなっている。なお、フェールセーフコンピュータは、例えば公知の多重系電子計算機（例えば特許文献１参照）で良く、そこでは、二系統のＣＰＵの出力をフェールセーフ比較回路（ＦＳ比較回路）にて随時比較することで照合が実行されるようになっている。また、ＦＳ比較回路としては、いわゆる振り子回路を具有していて、一致状態の継続している間は、一定周期で交互に値の変化する交番信号を出力し、比較結果に不一致が検出されると、値の変化しない一定信号を出力する、というものが実績のあるＦＳ比較回路として挙げられる。
【０００９】
［従来例２］ 一方、首都圏の高密度線区以外の線区では、符号処理器や中継器が不要で経済性が高いＡＴＳ−Ｐ地上子であるＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子を用いたシステムが設備されている。ＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子は、列車から２４５ｋＨｚの電力波を受信したときのみ、信号機の現示に対応した電文を列車に送信する、という無電源地上子である（例えば非特許文献３，特許文献２参照）。電文照査に基づいて地上子自体の要部の故障検知を行うようになった電文照査機能付地上子もあるが（例えば特許文献３参照）、電力波を受信したときのみ動作する機器であるため、検知結果の保全区所などへの出力はない。上述した符号処理器や有電源地上子を具備する中継器故障検出機能付きＡＴＳ−Ｐ地上装置に比べて、ＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子は設備費用が半分以下である。ここでは、そのような電文照査機能付地上子を電文照査機能付きＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子と呼ぶことにする。
【００１０】
図８は、従来の電文照査機能付きＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子３０の構造を示し、（ａ）がＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）システムの地上設備の概要ブロック図、（ｂ）が電文照査機能付きＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子３０のブロック図、（ｃ）が電文フレーム構成図である。
ＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）システムも（図８（ａ）参照）、鉄道線路の軌道１１を走行する列車１２に搭載されている車上装置と、地上側に設置されているＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上装置とからなるが、地上装置には符号処理器や中継器が無く、器具箱１４とケーブルで接続されてリレー信号伝送可能になっているＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子が軌道１１に沿って地上側に設置されている。
【００１１】
ＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子も、信号機１３に対応して一台か複数台が設けられ、複数台の場合は信号機１３から適宜な離隔位置に分散配置されて（図８（ａ）では地上子３０，３０ａ，３０ｂを例示）、器具箱１４から直接リレー信号にて信号機現示ＧＲ，ＹＲを入力し、その現示情報や信号機１３までの距離情報などを１．７ＭＨｚの電波で送信するようになっている。また、ＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子は無電源地上子になっており、そこへ走行して来た列車１２の車上装置から２４５ｋＨｚの電力波が届くと、それを受信して動作電力を発生するようになっている。そして、列車１２が軌道１１を走行して例えば地上子３０に接近すると、地上子３０は、２４５ｋＨｚの電力波から電力を得て、信号機現示ＧＲ，ＹＲの入力と情報の電波送信とを行う。そのため、車上装置から地上装置への情報伝達が不要な路線では、ＡＴＳ−Ｓ地上子と同じ感覚で使用されている。
【００１２】
電文照査機能付きＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子３０は、そのような基本構成のＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子に故障検知機能を付加したものであり、具体的には（図８（ｂ）参照）、信号機現示ＧＲ，ＹＲに基づき信号機１３の現示がＧ現示かＹ現示かＲ現示かを判別して対応する送信用電文Ｍａ（図８（ｃ）参照）を電文ＲＯＭから読み出して生成するとともに同一内容の非送信用電文Ｍｃを別の電文ＲＯＭから読み出して生成する電文生成手段３１と、それら複数の電文ＲＯＭから出力される２つの同一の電文同士Ｍａ，Ｍｂを照合する照合回路３５と、１．７ＭＨｚの電波に適合した上述の変調回路２１及び送信コイル２２と、照合一致時には送信用電文Ｍａを変調回路２１にて車上へ送出するのを許容するが、照合不一致時には電文送出を変調回路２１に禁止させる故障処理回路３６とを具えている。
【００１３】
また、地上子３０は、無電源化のために、２４５ｋＨｚの電波の受信に適合した電力取得用電磁波アンテナである受信コイル３８と、受信コイル３８の受信信号から整流等で動作電力を発生させて各部２１，３１〜３６へ供給する電源回路３７も、具えている。
さらに、電文生成手段３１は、送信用電文Ｍａと非送信用電文Ｍｃとを記憶保持した三つの第１〜第３電文ＲＯＭを具備した電文記憶部３３と、各ＲＯＭに適宜なアドレスを送出して送信用電文Ｍａと非送信用電文Ｍｃとを三つずつ出力させる読出回路３４と、器具箱１４から出力された信号機現示ＧＲ，ＹＲのうちＧ現示ＧＲをリレーＧＰＲで受けるとともにＹ現示ＹＲをリレーＹＰＲで受けてリレーＧＰＲの第１接点ＧＰＲ１と第２接点ＧＰＲ２とリレーＹＰＲの第１接点ＹＰＲ１と第２接点ＹＰＲ２とのリレー回路にて三つの送信用電文Ｍａから一つを選出して変調回路２１に送出する選択回路３２とを具えている。
【００１４】
電文記憶部３３の第１ＲＯＭには、Ｇ現示の情報を含んだＧ電文と、Ｙ現示の情報を含んだＹ電文とが保持されており、第２ＲＯＭには、上述したＹ電文と、Ｒ現示の情報を含んだＲ電文とが保持されており、第３ＲＯＭには、上述したＲ電文とＧ電文とが保持されている。そして、Ｇ現示の場合、第１ＲＯＭのＧ電文が送信用電文Ｍａとして読み出されるとともに、第３ＲＯＭのＧ電文が非送信用電文Ｍｃとして読み出されて、両電文Ｍａ，Ｍｃが照合回路３５で比較される。また、Ｙ現示の場合、第２ＲＯＭのＹ電文が送信用電文Ｍａとして読み出されるとともに、第１ＲＯＭのＹ電文が非送信用電文Ｍｃとして読み出されて、両電文Ｍａ，Ｍｃが照合回路３５で比較される。さらに、Ｒ現示の場合、第３ＲＯＭのＲ電文が送信用電文Ｍａとして読み出されるとともに、第２ＲＯＭのＲ電文が非送信用電文Ｍｃとして読み出されて、両電文Ｍａ，Ｍｃが照合回路３５で比較される。
【００１５】
このような電文照査機能付きＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子３０にあっては、複数の電文ＲＯＭから同一内容の電文を多重に生成して、一方は送信の対象になる送信用電文Ｍａにするが他方は送信の対象にならない非送信用電文Ｍｃとしたうえで、それらの送信用電文Ｍａと非送信用電文Ｍｃとの照合を行うことにより、自装置の故障とりわけ電文記憶部３３の故障を検知することができるようになっている。
そのため、コストの嵩むフェールセーフコンピュータを用いないでも、自装置の故障を検知する機能が実現できるので、簡便かつ安価に安全性が確保される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００６−３３８０９４号公報
【特許文献２】特開平８−２４１４号公報
【特許文献３】特開２００１−１９９３３５号公報
【非特許文献】
【００１７】
【非特許文献１】鉄道電気技術者のための信号概論「ＡＴＳ・ＡＴＣ」５１−７３頁 社団法人 日本鉄道電気技術協会 平成１７年６月２８日 改訂版２刷発行
【非特許文献２】宮地正和著「トランスポンダを用いたＡＴＳ−Ｐシステムの安全性技術」鉄道総研報告、Vol.2、No.1、P.11〜17（1988）
【非特許文献３】鉄道電気技術者のための信号概論「ＡＴＳ・ＡＴＣ」７３−７４頁 社団法人 日本鉄道電気技術協会 平成１７年６月２８日 改訂版２刷発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
このように、従来のＡＴＳ−Ｐシステムでは、中継器故障検出機能付きＡＴＳ−Ｐシステムの場合（上記従来例１参照）、変調回路を持つ中継器と送信コイルを持つ地上子とを纏めて符号処理器で診断するため信頼性が高いが、符号処理器にフェールセーフコンピュータが使用されるため設備費が嵩む。
これに対し、電文照査機能付きＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子を用いるシステムの場合（上記従来例２参照）、符号処理器や中継器が不要で経済性が高いうえ、電文記憶部の故障検知を行うので安全性も高い。
【００１９】
もっとも、従来の電文照査機能付きＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子では、変調回路や送信コイルといった送信部についてまで故障を検知するようにはなっていない。このため、送信部の故障検知機能を追加すれば安全性が更に高まると期待される。
そして、その実現には、中継器故障検出機能付きＡＴＳ−Ｐ地上装置の符号処理器による故障検知手法も取り込んで、その故障検知の結果と既存の電文記憶部の故障検知の結果とのうち何れか一方が故障であれば最終的な検知結果も故障として二つの故障検知結果を一つに統合するのが、近道と思われる。
【００２０】
具体的には、変調回路２１及び送信コイル２２へ送られる送信用電文Ｍａを生成する電文生成手段と、受信コイル２３の受信信号から受信電文Ｍｂを生成する復調手段と、両電文Ｍａ，Ｍｂを比較する第１照合手段とを中継器故障検出機能付きＡＴＳ−Ｐ地上装置から引き継ぐとともに、送信対象の送信用電文Ｍａに加えて送信対象外の非送信用電文Ｍｃも生成する多重電文生成手段と、両電文Ｍａ，Ｍｃを比較する第２照合手段とを電文照査機能付きＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子から引き継いだうえで、第１，第２照合手段の結果を一つに纏める統合手段を付加するのが、簡便な解決策と考えられる。
【００２１】
しかしながら、このような直截的な構成では、フェールセーフコンピュータを用いないで比較的安価に実現できるとは言え、まだ煩雑である。
そこで、電文記憶部ばかりか送信部まで故障を検知しうる故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子をより簡素な構成で実現することが、重要な技術課題となる。
また、照合により故障を検知しうる部位を増やすことが更なる技術課題となる。
さらに、照合手段の信頼性まで簡便に確保することも技術課題となる。
【００２２】
また、従来の電文照査機能付きＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子は、２４５ｋＨｚの電力波を受信したときにしか動作しないものであるため、電力波を受信できるところまで列車が接近してから故障検出が実行されるので、故障があってそれが検出されたとしても、当該列車は故障による影響をうける。そこで、安全性の更なる向上を図るには、故障の検知やその結果の出力を常時行えるように改良するのが望ましい。
また、故障を検知したときには、電文の内容に誤りのある可能性が高いので、電文の送信は回避するのが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子は（解決手段１）、このような課題を解決するために創案されたものであり、電文記憶部に記憶された列車停止制御用の情報を含んだ送信用電文を送信する送信手段と、前記送信用電文を受信して受信電文を生成する受信手段と、前記送信用電文および前記送信用電文と同一内容の非送信用電文を前記電文記憶部に記憶する電文記憶手段と、前記受信電文と前記非送信用電文とを比較して不一致の場合に異常と判断する照合手段とを備える。
【００２４】
言い換えると、列車停止制御用の情報を含んだ送信用電文および前記送信用電文と同一内容の非送信用電文を保持する電文記憶部と、前記送信用電文を軌道上へ電波で送信する送信手段と、前記電波を受信して受信電文を生成する受信手段と、前記受信電文と前記非送信用電文とを比較して不一致の場合に異常と判断する照合手段とを備えている。
【００２５】
更に言い換えると、列車停止制御用の情報を含んだ送信用電文を軌道上へ電波で送出する送信手段と、前記電波を受信して受信電文を生成する受信手段と、前記送信用電文およびそれと同一内容の非送信用電文を電文記憶部の異なる記憶領域に保持していて前記電文記憶部から前記送信用電文を読み出して前記送信手段へ送るとともにそのとき前記非送信用電文の読出も行う電文生成手段と、前記受信電文と前記非送信用電文とを比較して一致していれば正常とし不一致であれば異常とする照合手段とを備えている。
【００２６】
また、本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子は（解決手段２）、上記解決手段１の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子であって、前記電文記憶部が信号機の現示情報に対応した前記送信用電文と前記送信用電文と同一の前記非送信用電文を一組とした電文組であって、組間で電文内容が異なる複数の前記電文組と、組内で電文内容が異なる照合成立阻止用電文組を記憶し、前記複数の電文組及び前記照合成立阻止用電文組から前記信号機の現示情報に対応した電文組を選択する選択手段を備えることを特徴とする。
【００２７】
言い換えると、上記解決手段１の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子であって、 前記電文記憶部は、前記送信用電文と前記非送信用電文を一組とした電文組であって、組間で電文内容が異なる複数の電文組と、組内で電文内容が異なる照合成立阻止用電文組とを記憶しているものであり、 前記複数の電文組及び前記照合成立阻止用電文組から前記信号機の現示情報に対応した電文組を選択する選択手段が設けられたことを特徴とする。
【００２８】
更に言い換えると、上記解決手段１の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子であって、前記電文記憶部が前記送信用電文と前記非送信用電文との組を複数保持しており、その複数組の電文は組内同士では同一内容であるが組間では信号機の現示の種類に対応して情報が異なっており、その複数組の電文のうちから前記信号機の現在の現示に対応したものを前記電文生成手段の読出対象にする選択手段が前記電文生成手段に組み込んで又は付加して設けられており、更に前記電文記憶部が組内同士で内容の異なる照合成立阻止用電文の組も保持しており、前記選択手段が前記信号機の現示の種類に対応しないものを読出対象にしたときには前記電文記憶部から前記送信用電文と前記非送信用電文との組に代えて前記の照合成立阻止用電文の組が読み出されるようになっていることを特徴とする。
【００２９】
さらに、本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子は（解決手段３）、上記解決手段１，２の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子であって、外部から給電を受けて動作電力を発生する電源回路が設けられ、前記照合手段による照合が異常とされた場合、前記電源回路への給電を絶つ給電線開閉回路が設けられていることを特徴とする。
言い換えると、上記解決手段１，２の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子であって、外部から給電を受けて動作電力を発生する電源回路が設けられるとともに、異常との照合結果が前記出力回路から出力されると前記電源回路への給電を絶つ給電線開閉回路が内部に又は外部に設けられていることを特徴とする。
【００３０】
また、本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子は（解決手段４）、上記解決手段１〜３の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子であって、前記記憶領域に保持されている前記複数の電文組内の前記送信用電文と前記非送信用電文とが、各ビットを反転させると同一になる電文であり、前記照合手段が、前記受信電文と前記非送信用電文との何れか一方をビット反転後に電文比較を行うことを特徴とする。
言い換えると、上記解決手段１〜３の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子であって、前記記憶領域に保持されている同一組内の前記送信用電文と前記非送信用電文とが、ビットレベルでは完全同一でなく、各ビットを反転させると完全同一になるものであり、前記照合手段が、比較しようとしている前記受信電文と前記非送信用電文との何れか一方をビット反転させてから電文比較を行うようになっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
このような本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子にあっては（解決手段１）、照合対象を受信電文と非送信用電文にしたことにより、上述の直截的構成より照合手段や統合手段が減って、簡素なものになっている。それでいて、電文記憶部に不具合が生じて送信用電文か非送信用電文の内容が損なわれたときばかりか、送信手段や受信手段に不具合が生じて送信用電文さらには受信電文の内容が損なわれたときも、受信電文と非送信用電文とが一致しなくなるので、何れの不具合も検知される。
したがって、この発明によれば、電文記憶部ばかりか送信部まで故障を検知しうる故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子を簡素な構成で実現することができる。
【００３２】
また、本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子にあっては（解決手段２）、既述した従来例２と同様に情報源の信号機の現示が複数存在しているのに対応して送信用電文と非送信用電文との組が複数化されるとともに選択手段が設けられているが、それにとどまらず、組内同士で内容の異なる照合成立阻止用電文の組も電文記憶部に保持されるとともに、選択手段に不具合が生じて信号機の現示の種類に対応しないものが読出対象になったときには、照合成立阻止用電文の組が読み出され、それに対して送信用電文と非送信用電文とに係る処理が行われるようになっているので、受信電文と非送信用電文も一致しなくなって異常との照合結果が出るので、選択手段の不具合まで検出されることとなる。
したがって、本発明によれば、電文記憶部や送信部ばかりか選択手段についても故障を検知しうる故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子を簡素な構成で実現することができる。
【００３３】
さらに、本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子にあっては（解決手段３）、外部から給電を受けて動作電力を発生する電源回路が設けられているため、電文送信も、故障検出も、結果出力も、列車接近の有無に制約されることなく常時、行われる。
そして、異常との照合結果が出ると、電源回路への給電が絶たれて、地上子全体の動作が止まるので、電文送信も行われなくなる。そのため、故障検知時には電文の送信が回避される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施例１について、三現示情報切替形の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子の構造を示し、（ａ）が地上設備の概要ブロック図、（ｂ）が故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子のブロック図、（ｃ）が電文フレーム構成図である。
【図２】照合回路と出力回路の詳細ブロック図である。
【図３】電文生成手段の詳細ブロック図である。
【図４】選択回路の判別表と電文記憶部の記憶領域の割付表である。
【図５】本発明の実施例２について、固定情報形の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子の構造を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施例３について、給電線開閉回路を外部に付加した故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子の構造を示すブロック図である。
【図７】従来の中継器故障検出機能付きＡＴＳ−Ｐシステムの構造を示し、（ａ）が地上設備の概要ブロック図、（ｂ）がＡＴＳ−Ｐ地上装置のブロック図、（ｃ）が電文フレーム構成図である。
【図８】従来の電文照査機能付きＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子の構造を示し、（ａ）が地上設備の概要ブロック図、（ｂ）がＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子のブロック図、（ｃ）が電文フレーム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
このような本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子について、これを実施するための具体的な形態を、以下の実施例１〜３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１〜２（出願当初の請求項１〜２）を具現化した三現示情報切替形のものであり、図５に示した実施例２は、上述した解決手段１（出願当初の請求項１）を具現化した固定情報形のものであり、図６に示した実施例３は、上述した解決手段３（出願当初の請求項３）を具現化したものである。
なお、それらの図示に際しては、簡明化等のため、機械的構造や，電気回路の詳細，電子回路の詳細などは図示を割愛し、発明の説明に必要なものや関連するものを中心にブロック図で示した。
【実施例１】
【００３６】
本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子の実施例１（三現示情報切替形）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１は、（ａ）が複数の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子４０，４０ａ，４０ｂを設置した地上設備の概要ブロック図、（ｂ）が一台の地上子４０のブロック図、（ｃ）が電文フレーム構成図である。また、図２は、照合回路４５と出力回路４６の詳細ブロック図であり、図３は、電文生成手段４１の詳細ブロック図であり、図４は、選択回路４２の判別表と電文記憶部４３の記憶領域の割付表である。
【００３７】
故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子４０は（図１（ａ）参照）、使い易い従来例２の電文照査機能付きＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子３０をベースにして、安全性の高い従来例１の中継器故障検出機能付きＡＴＳ−Ｐ地上装置と同等のレベルまで故障検知機能を向上させたもので、しかも地上子３０と同じく三現示情報切替形のもので、地上子３０と同様、信号機１３までの距離や信号機１３の現示といった情報を車上装置へ提供する情報提供対象の信号機１３と同じ軌道１１に単独で又は同一構成の他の地上子４０ａ，４０ｂ等と適宜離れて設置され、信号機１３の器具箱１４から信号機現示ＧＲ，ＹＲをリレー信号で入力して、その現示に対応した適宜な情報を含んだ電文を軌道１１上へ１．７ＭＨｚの電波で送出するが、地上子３０と異なり、器具箱１４から直流電力ＤＣ１３５Ｖの給電を受けて常時動作する有電源地上子になっているので、列車１２の車上装置から２４５ｋＨｚの電波を受けなくても良く、さらに正常か異常かの照合結果・故障検知結果をリレーＮＲＭ１（地上子４０ａ，４０ｂではＮＲＭ２，ＮＲＭ３）の動作／落下状態として器具箱１４へ常時出力するようになっている。
【００３８】
内部構造を述べると（図１（ｂ）参照）、地上子４０は、列車停止制御用の情報を含んだ送信用電文Ｍａを軌道１１上へ電波で送出する送信手段２１，２２としての変調回路２１及び送信コイル２２と、その電波を受信して受信電文Ｍｂを生成する受信手段２３，２４としての受信コイル２３及び復調回路２４とを、既述した中継器故障検出機能付きＡＴＳ−Ｐ地上装置から引き継いでいる。また、既述した電文照査機能付きＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子３０からは電文生成手段３１や照合回路３５等の基本構想を踏襲しているが、そのまま引き継ぐのでなく、故障検知機能の強化と構成の簡素化のために改造しており、地上子４０は、以下に詳述する構成のものとなった電文生成手段４１と照合回路４５と出力回路４６とを具えている。有電源化のため電源回路４７も具えている。
【００３９】
電文生成手段４１は（図１（ｂ），図２参照）、リレー回路からなり信号機現示ＧＲ，ＹＲをリレーＧＰＲ，ＧＹＲで受けてその現示に対応した送信用電文Ｍａを選出する選択回路４２と、例えばＥＥＰＲＯＭからなり送信用電文Ｍａおよびそれと同一内容の非送信用電文Ｍｃを異なる記憶領域に保持している電文記憶部４３と、例えばカウンタ主体の回路からなりそのカウント値を送信用電文Ｍａの変調タイミングに合わせてインクリメントする等のことで電文記憶部４３の読出アドレスを生成する読出回路４４とを具備していて、電文記憶部４３から送信用電文Ｍａを読み出して送信手段２１，２２の変調回路２１へ送るとともに、その送信用電文Ｍａの読出と並行して同一内容の非送信用電文Ｍｃの読出も行うようになっている。なお、電文記憶部４３からの両電文Ｍａ，Ｍｃの読出がビット単位であればラッチ等でタイミング調整を行うが、バイトやワード等の複数単位であればシフトレジスタ等でパラレル−シリアル変換を行うようにもなっている（図３参照）。
【００４０】
選択回路４２は（図４の左半分を参照）、リレーＧＰＲの第１接点ＧＰＲ１とリレーＧＰＲの第２接点ＧＰＲ２とリレーＹＰＲの第１接点ＹＰＲ１とリレーＹＰＲの第２接点ＹＰＲ２とがそれぞれ動作状態（↑）なのか落下状態（↓）なのかに応じて“１”か“０”かの一ビットを各接点に対応させることで、１６進数で一桁分の部分アドレスを生成するようになっている。具体的には、信号機１３がＧ現示のときには、各接点ＧＰＲ１，ＧＰＲ２，ＹＰＲ１，ＹＰＲ２が正常であれば、その接点状態が↑↑↓↓になるので、部分アドレス“Ｃ”を生成する。また、信号機１３がＹ現示のときには、各接点ＧＰＲ１，ＧＰＲ２，ＹＰＲ１，ＹＰＲ２が正常であれば、その接点状態が↓↓↑↑になるので、部分アドレス“３”を生成する。さらに、信号機１３がＲ現示のときには、各接点ＧＰＲ１，ＧＰＲ２，ＹＰＲ１，ＹＰＲ２が正常であれば、その接点状態が↓↓↓↓になるので、部分アドレス“０”を生成する。そして、それ以外の接点状態は、接点不良その他の故障時に発現する異常状態であり、部分アドレスとして他の値を生成するようになっている。
【００４１】
電文記憶部４３は（図４の右半分を参照）、そのような選択回路４２の部分アドレス生成に対応して、１６進数のアドレス表示で記憶領域“０Ｃ０”〜“０ＣＦ”及び記憶領域“１Ｃ０”〜“１ＣＦ”のそれぞれにＧ現示の電文を保持し、記憶領域“０３０”〜“０３Ｆ”及び記憶領域“１３０”〜“１３Ｆ”のそれぞれにＹ現示の電文を保持し、記憶領域“０００”〜“００Ｆ”及び記憶領域“１００”〜“１０Ｆ”のそれぞれにＲ現示の電文を保持し、他のアドレスの記憶領域については、アドレス“０＊＊”の所には照合成立阻止用電文“１…１”を保持し、アドレス“１＊＊”の所には照合成立阻止用電文“０…０”を保持している（なお、＊は一桁の１６進数で“０”〜“Ｆ”の何れかである）。
【００４２】
また、電文生成手段４１では、上記の電文記憶部４３に対する１６進数で三桁のアドレスのうち上位の一桁と下位の一桁を読出回路４４が生成するとともに中間の一桁に選択回路４２の生成した部分アドレスを嵌め込むことで、一方の記憶領域たとえば“０００”〜“０ＦＦ”からは送信用電文Ｍａが読み出され、他方の記憶領域たとえば“１００”〜“１ＦＦ”からは非送信用電文Ｍｃが読み出されるので、電文記憶部４３は、送信用電文Ｍａと非送信用電文Ｍｃとの組を複数保持したものとなっている。しかも、その送信用電文Ｍａと非送信用電文Ｍｃとの複数組の電文は、組内同士では同一内容であるが、組間では信号機１３の現示の種類すなわちＧ現示かＹ現示かＲ現示かに対応して情報が異なっており、選択回路４２は、送信用電文Ｍａと非送信用電文Ｍｃとの複数組の電文のうちから信号機１３の現在の現示に対応したものを電文生成手段４１の読出対象にするものとなっている。なお、この地上子４０では選択回路４２が電文生成手段４１に組み込まれた形になっているが、選択回路４２を電文生成手段４１の前段や後段に付加した形になっていても良い。
【００４３】
さらに、電文記憶部４３は、その記憶領域であって読出対象となりうる記憶領域のうち、送信用電文Ｍａと非送信用電文Ｍｃとの組を保持している記憶領域は別として、それ以外の記憶領域には、各ビット毎に反転した値を持つことで組内同士で内容の異なるものとなっている照合成立阻止用電文の組“１…１”，“０…０”を記憶保持している。また、選択回路４２が信号機１３の現示の種類に対応しないものを電文生成手段４１の読出対象に選出したときには、電文記憶部４３から送信用電文Ｍａと非送信用電文Ｍｃとの組に代えて上記の照合成立阻止用電文の組“１…１”，“０…０”が読み出される。そして、全ビット“１”の照合成立阻止用電文“１…１”は送信用電文Ｍａと同じく変調回路２１へ送出され、，全ビット“０”の照合成立阻止用電文“０…０”は非送信用電文Ｍｃと同じく照合回路４５へ送出されるようになっている。
【００４４】
照合回路４５は（図２参照）、復調回路２４から受信電文Ｍｂを受けるとともに電文記憶部４３から非送信用電文Ｍｃを受けて、適宜な同期回路等で両電文Ｍｂ，Ｍｃのタイミングをビットレベルまで同期させてから、両電文Ｍｂ，Ｍｃを比較して、一致していれば照合結果を正常とし、不一致であれば照合結果を異常とするようになっている。しかも、照合回路４５は、既述した公知で実績のある振り子回路を具備したフェールセーフな比較回路（ＦＳ比較回路）を主体に構成されていて、比較回路での比較結果が一致している状態が継続している間は、一定周期で交互に値の変化する交番信号を出力するが、比較結果に不一致が検出されると、値の変化しない一定信号を出力するものとなっている。
【００４５】
出力回路４６は（図２参照）、やはり公知で実績のあるフェールセーフなリレードライバからなり、照合回路４５の照合結果を交番信号から直流信号に変換してリレーＮＲＭ１を駆動するようになっている。
電源回路４７は（図１（ｂ）参照）、器具箱１４から直流電力ＤＣ１３５Ｖの給電を受けて各部２１〜２４，４１〜４６の動作電力を常時発生するようになっている。例えば、電文生成手段４１や照合回路４５にはＤＣ５Ｖの直流電力を継続して供給し、出力回路４６のトランジスタにはＤＣ４８Ｖの直流電力を継続して供給し、出力回路４６の最終段がＤＣ２４Ｖの直流電力を継続して供給できるようにしている。
【００４６】
なお（図１（ｃ）参照）、Ｇ現示かＹ現示かＲ現示の情報を含んだ送信用電文Ｍａのフレーム構成は、基本的に既述の従来例と同じＨＤＬＣフォーマットであるが、受信電文Ｍｂと非送信用電文Ｍｃとの同期採りが容易かつ確実に行えるよう、例えば二進数で“１１１１１１１１”のアボートコード（ＡＢＴ）が付加されている。また、送信用電文Ｍａの代わりに送信手段２１，２２を介して軌道１１上へ送信される可能性のある照合成立阻止用電文“１…１”は、例え列車１２の車上装置が受信したとしても不所望に受理されることがないよう、サイクリックリダンダンシーチェックコードＣＲＣが不正値になっている。
【００４７】
この実施例１の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子４０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。
地上子４０は、情報提供対象の信号機１３と同じ軌道１１に沿って同一構成の他の地上子４０ａ，４０ｂと適宜離れて設置され（図１（ａ）参照）、信号機１３の器具箱１４とケーブルで接続され、器具箱１４からＤＣ１３５Ｖの直流電力を受けて常時動作する。
【００４８】
そして、随時、器具箱１４から信号機現示ＧＲ，ＹＲがリレー信号でケーブルを介して地上子４０に送られ、地上子４０に異常が無ければ信号機現示ＧＲ，ＹＲに基づいて信号機１３の現示に対応した適宜な情報を含んだ送信用電文Ｍａ（図１（ｃ）参照）が地上子４０によって生成され（図１（ｂ）参照）、更にその電文が軌道１１上へ１．７ＭＨｚの電波で送出される（図１（ａ）参照）。そのため、軌道１１を走行する列車１２が地上子４０に接近して、列車１２の車上装置が上記電波を受信すると、受信電文から信号機１３までの距離や信号機１３の現示といった情報が車上装置に取得されて、その信号機現示がＧ現示なのかＹ現示なのかＲ現示なのかに応じて適切な速度照査パターンＰが生成され、それに基づいて列車１２の列車停止制御が行われる。
【００４９】
地上子４０における送信用電文Ｍａの生成や送信などについて詳述すると（図１（ｂ），図３参照）、電文生成手段４１に入力された信号機現示ＧＲ，ＹＲのうちＧ現示ＧＲの信号は選択回路４２のリレーＧＰＲの第１接点ＧＰＲ１と第２接点ＧＰＲ２にて二ビットの部分アドレスにされて電文記憶部４３のアドレス指定に組み入れられ、信号機現示ＧＲ，ＹＲのうちＹ現示ＹＲの信号は選択回路４２のリレーＹＰＲの第１接点ＹＰＲ１と第２接点ＹＰＲ２にてやはり二ビットの部分アドレスにされて電文記憶部４３のアドレス指定に組み入れられ、電文記憶部４３のアドレス指定のうち残ビットの部分が読出回路４４によって補われて、電文記憶部４３の記憶領域のうちから読出対象が選出される。そして、異なる記憶領域の一方“０００”〜“０ＦＦ”から送信用電文Ｍａが読み出され他方“０００”〜“１ＦＦ”から非送信用電文Ｍｃが読み出される（図４参照）。
【００５０】
このとき、信号機１３がＧ現示であって、その信号に選択回路４２が正しく応じれば、電文記憶部４３の異なる記憶領域から送信用電文Ｍａと非送信用電文Ｍｃが読み出され、両電文Ｍａ，Ｍｃの内容は同じになる。Ｙ現示やＲ現示の場合も同様である。これに対し、リレーＧＰＲ，ＹＰＲに接点不良などの不具合がある場合には、送信用電文Ｍａの代わりに照合成立阻止用電文“１…１”が読み出されとともに、その電文とはビット反転状態で異なっている照合成立阻止用電文“０…０”が非送信用電文Ｍｃの代わりに読み出される。何れの場合も（図１（ａ），（ｂ）参照）、送信用電文Ｍａは送信手段２１，２２によって軌道１１上の列車１２へ向けて送信され、それと同時に受信手段２３，２４によって受信電文Ｍｂにされる。
【００５１】
こうして送信用電文Ｍａの生成に伴って非送信用電文Ｍｃが生成されるとともに送信用電文Ｍａの送信に応じて受信電文Ｍｂが生成されると、両電文Ｍｂ，Ｍｃは（図２参照）、照合回路４５によって、ビット単位で同期が採られ、対応ビット毎に比較されて、総てが一致していれば照合結果が正常とされ、そうでなく不一致があれば照合結果が異常とされる。また、その照合結果は、出力回路４６によってリレー駆動信号に変換されてから、ケーブルを介して器具箱１４へ送出される。地上子４０はケーブル接続先の器具箱１４から供給されるＤＣ１３５Ｖの直流電力を電源回路４７で受けて常時動作することから、送信用電文Ｍａの送信も、受信電文Ｍｂと非送信用電文Ｍｃとの照合による故障検知も、その照合結果の出力も、随時行われるので、故障が発生した時点で故障検知と外部通知ができるため、安全のためのバックアップ措置や地上子の取り替えが迅速にできる。
【００５２】
また、信号機１３の現示に対応したリレーＧＰＲ，ＹＰＲの動作／落下で送信する電文を切り替える点は従来のＰ（Ｎ）地上子の機能を踏襲しているが、送信用電文Ｍａの候補がＧ電文とＹ電文とＲ電文だけでなく照合成立阻止用電文“１…１”にも拡張され、非送信用電文Ｍｃの候補が同一内容で正常時のＧ電文とＹ電文とＲ電文だけでなく反転内容で選択異常時の照合成立阻止用電文“０…０”にも拡張されている。そのため、選択回路４２にリレー接点の不具合などが生じると、照合成立阻止用電文の組“１…１”，“０…０”が照合されて、異常の照合結果が出るので、故障が検出される。
【００５３】
さらに、選択回路４２が正常でも、電文記憶部４３に不具合が生じて電文データが損なわれたときには、その電文が送信用電文Ｍａや非送信用電文Ｍｃとして読み出されるが、両電文Ｍａ，Ｍｃの記憶領域が異なるため、両電文Ｍａ，Ｍｃが同時に同一態様で損傷する確率は片方損傷や不同損傷に比べて無視できるほど小さいことから、両電文Ｍａ，Ｍｃが一致しない故障状態を考慮すれば足りるので、そうすると、受信信号から送信用電文Ｍａを復元した受信電文Ｍｂも非送信用電文Ｍｃと一致しなくなって、異常の照合結果が出るので、電文記憶部４３の不具合についても、故障が検出される。
【００５４】
また、電文生成手段４１が総て正常であっても、送信手段２１，２２や受信手段２３，２４に不具合が生じれば、送信用電文Ｍａから受信電文Ｍｂを得る過程で電文内容が損なわれて、受信電文Ｍｂが送信用電文Ｍａと同じでなくなり、送信用電文Ｍａと同一内容の非送信用電文Ｍｃとも受信電文Ｍｂが同じでなくなるため、照合回路４５から異常の照合結果が出されるので、送信手段２１，２２や受信手段２３，２４の不具合についても、故障があればそのことが検出される。
【００５５】
さらに、照合回路４５には電文比較用にフェールセーフな比較回路が採用されているが、その電文比較回路は、俗に振り子回路と呼ばれ、電子連動装置のバス・データ比較回路などで実績もあり、自身の回路故障で誤って交番信号を出す確率はゼロ（０）と言える。
しかも、出力回路４６にはフェールセーフはリレードライバが採用されているので、出力回路４６が自身の回路故障で誤って所定電圧を出力する確率もゼロ（０）と言える。
そのため、この故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子４０は地上子全体がフェールセーフなものと言える。
【実施例２】
【００５６】
図５にブロック図を示した本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子５０（固定情報形）が上述した実施例１の地上子４０と相違するのは、電文生成手段４１から選択回路４２が無くなって電文生成手段４１が電文生成手段５１になった点である。
地上子５０は、信号機１３の器具箱１４から信号機現示の情報を直接的に取り込んで信号現示に対応させて送信用電文Ｍａ及び非送信用電文Ｍｃの内容を切り替える機能を捨て去って、一つの固定した電文のみを送信するようになっており、ＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子より旧型の無電源地上子に本発明の故障検知機能と電源とを付加したものとなっている。
【００５７】
この場合、信号機現示ＧＲ，ＹＲの入力が無く、選択回路４２も無くて、その故障を検出する必要がないため、電文記憶部４３に代る電文記憶部５３は、同一内容の送信用電文Ｍａと非送信用電文Ｍｃを一組だけ異なる記憶領域に保持できる記憶容量があれば足り、読出回路５４は一組の両電文Ｍａ，Ｍｃを読み出せるようになっていれば足りる。他の回路２１〜２４，４５〜４７は、地上子４０から引き継がれており、上述した実施例１のものと同じままである。そのため、固定情報形のＡＴＳ−Ｐ地上子として使用することができ、故障検知機能についても、存在しない選択回路の故障検知が不要で行われないこと以外は、上述した地上子４０と同様のことが行われて、自装置の故障が的確に検出される。
【実施例３】
【００５８】
図６に地上設備をブロック図で示した本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子が上述した実施例１（又は２）の地上子４０（又は５０）と相違するのは、地上子４０（又は５０）それぞれに給電線開閉回路６０（故障処理回路）が付加されている点である。
【００５９】
給電線開閉回路６０は、地上子４０に内蔵させても良いが、ここでは、地上子４０の近くの接続箱の中に設けられている。接続箱は器具箱１４と地上子４０，４０ａとを結ぶケーブルを地上子の近傍で中継しており、地上子４０は器具箱１４から電源回路４７への給電線として接続箱からＤＣ１３５Ｖの分岐線を引き込んでいる。給電線開閉回路６０は、その分岐線を開閉して導通状態／遮断状態を切り替えることで、電源回路４７への給電を継続させたり絶ったりするものとなっている。リレーを用いた具体的な構成例を述べると、給電線開閉回路６０は、出力回路４６からのリレー駆動信号で接点が駆動されるリレーＮＲＭ１を主体に構成され、そのリレー接点ＮＲＭ１が上記分岐線に介挿接続され、そのリレー接点ＮＲＭ１に手動操作式の常開スイッチＳＷ１が並列接続され、リレーＮＲＭ１のコイル部にＣＲ充放電回路が並列接続されている。
【００６０】
そして、スイッチＳＷ１が操作されて閉じると、地上子４０に給電がなされて、地上子４０が動作を開始し、地上子４０が正常であればリレー駆動信号が正常値（オン状態）になって、リレー接点ＮＲＭ１が閉じて給電線が導通することでリレーＮＲＭ１が自己保持状態になるため、スイッチＳＷ１の操作が止んで開いても、地上子４０への給電は継続する。それから、地上子４０の何処かが故障してリレー駆動信号がゼロ（オフ状態）になると、リレー接点ＮＲＭ１が開いて給電線が遮断され、それによってリレーＮＲＭ１の自己保持が解除されるため、地上子４０は給電が絶たれて動作を停止する。そのため、故障検知時は、誤りを含んでいる可能性のある電文が地上子４０から列車１２へ向けて送信されるということが全く無いので、安全性が格段に高い。
【００６１】
また、給電線開閉回路６０のＣＲ充放電回路は、照合回路４５での短時間不一致（例えば信号機の現示が変化した時の過渡的な照合不一致）などに起因してリレー駆動信号が一時的にゼロ（０）になっただけの軽微な不具合にまでリレーＮＲＭ１が感応して過剰に地上子４０を停止させるのを回避するため、リレーＮＲＭ１の感度を例えば数百ｍｓ程度まで緩和させるように充放電の時定数が設定されている。なお、一時的で軽微な不具合が送信用電文Ｍａに及んだ場合には、送信用電文Ｍａの一部が損なわれることになるが、その場合は、大抵、列車１２の車上装置のサイクリックリダンダンシーチェック（ＣＲＣ）によって不所望な電文が排除される。
【００６２】
［その他］
なお、上記実施例では、電文記憶部４３，５３に保持されている同一組内の送信用電文Ｍａと非送信用電文Ｍｃとがビットレベルまで完全に同一であったが、同一組内の送信用電文Ｍａと非送信用電文Ｍｃは、ビットレベルまで完全に同一でなくても良く、具体的には、各ビットを反転させると完全同一になるものであっても良い。その場合、照合回路４５に対して、復調回路２４から受けた受信電文Ｍｂについて各ビットを反転させるビット反転回路を前置するか、電文記憶部５３から読み出された非送信用電文Ｍｃについて各ビットを反転させるビット反転回路を前置するか、何れかの改造を施しておけば良い。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子は、上述した固定情報形や三現示情報切替形に適用が限定されるものでなく、他の個数の情報切替形にも適用することができる。
また、列車から列車番号や減速度などの情報を受信するのを排除するものでなく、そのような情報を受信する回路を併存させても良い。
【符号の説明】
【００６４】
１１…軌道（鉄道線路）、１２…列車（車上装置）、１３…信号機、１４…器具箱、
２１…変調回路（増幅回路）、２２…送信コイル（情報波アンテナ）、
２３…受信コイル（送信確認用アンテナ）、２４…復調回路、
３０，３０ａ，３０ｂ…地上子、
３１…電文生成手段（多重）、３２…選択回路、３３…電文記憶部（ＲＯＭ）、
３４…読出回路、３５…照合回路、３６…故障処理回路、
３７…電源回路、３８…受信コイル（電力取得用電磁波アンテナ）、
４０，４０ａ，４０ｂ…地上子、
４１…電文生成手段（多重）、４２…選択回路、４３…電文記憶部（ＲＯＭ）、
４４…読出回路、４５…照合回路（ＦＳ比較回路）、
４６…出力回路（ＦＳリレードライバ）、４７…電源回路、
５０…地上子、５１…電文生成手段、５３…電文記憶部（ＲＯＭ）、
５４…読出回路、６０…給電線開閉回路（故障処理回路）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鉄道保安設備におけるトランスポンダ形のＡＴＳ（自動列車停止装置）のうち鉄道線路の軌道に設置されるＡＴＳ−Ｐ地上子に関し、詳しくは、信号機器具箱から信号機現示の情報を直接的に取り込むＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子を改良して自装置内の回路等の故障を検知するようにした故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子に関する。
【背景技術】
【０００２】
［従来例１］ 鉄道各社で、運転保安度の向上のため、ＡＴＳ−Ｐシステムの導入が多くなっている。例えば東日本旅客鉄道株式会社の場合、首都圏の高密度線区には符号処理器（ＥＣ）と中継器（ＲＰ）と有電源地上子を組み合わせたシステムを設備している。このシステムでは符号処理器（ＥＣ）にフェールセーフコンピュータを用いており、符号処理器（ＥＣ）自体の故障診断の他に情報回線を介したＦＳＫ信号での電文の送受信で中継器（ＲＰ）や有電源地上子の故障検知ができる。この故障情報は保全区所等に出力されている。本システムは設備費の高いのが難点であるが、列車から列車番号や減速度などの情報を３．０ＭＨｚの情報波で受信できるため、運行管理や踏切制御にも利用されている（例えば非特許文献１，２参照）。ここでは、そのようなシステムＡＴＳ−ＰＩ〜ＡＴＳ−ＰＩＶ（Ｎ）を中継器故障検出機能付きＡＴＳ−Ｐシステムと呼ぶことにする。
【０００３】
図７は、従来の中継器故障検出機能付きＡＴＳ−Ｐシステムの構造を示し、（ａ）が地上設備の概要ブロック図、（ｂ）が中継器故障検出機能付きＡＴＳ−Ｐ地上装置のブロック図、（ｃ）が電文フレーム構成図である。中継器は地上子と一体化されることもあるが、ここでは別体とする。
中継器故障検出機能付きＡＴＳ−Ｐシステムは（図７（ａ）参照）、鉄道線路の軌道１１を走行する列車１２に搭載されている車上装置と、地上側に設置されている中継器故障検出機能付きＡＴＳ−Ｐ地上装置とからなる。地上装置は、信号機１３及び器具箱１４（信号機器具箱）に対応して設けられ、軌道１１に沿って設置されている。
【０００４】
このＡＴＳ−Ｐ地上装置は、一台の符号処理器と、一組または複数組の中継器および地上子とからなり、符号処理器は、中継器に電力ＤＣ１３５Ｖを供給するとともに、ＦＳＫ（周波数シフトキーイング）方式の通信で中継器と交信するようになっている。中継器と地上子は、一対一で組にされ、信号機１３から適宜な離隔位置に設置されている。
そして、符号処理器が器具箱１４からリレー信号にて信号機現示ＧＲ，ＹＲを入力してその現示情報や信号機１３までの距離情報などを中継器へ送り、その情報を中継器が地上子を介して１．７ＭＨｚの電波で送信するので、そこへ走行して来た列車１２の車上装置が速度照査パターンＰの発生に役立つ情報を受信して列車停止制御を行う。なお、その車上装置から地上装置への情報伝達は３．０ＭＨｚの電波で行われるが、これ以降の説明では３．０ＭＨｚ電波の受信と情報伝達については省略する。
【０００５】
地上装置の内部構成について（図７（ｂ）参照）、車上装置からの受信系を省略して、本願発明の説明に役立つ車上装置への送信系と故障検知系とを述べる。
符号処理器は、信号機現示ＧＲ，ＹＲに基づき信号機１３の現示がＧ現示かＹ現示かＲ現示かを判別して対応する送信用電文Ｍａ（図７（ｃ）参照）を生成する電文生成手段と、送信用電文Ｍａを中継器へ送信する変調手段と、中継器から返送されて来た受信電文Ｍｂを取得する復調手段と、その送信用電文Ｍａと受信電文Ｍｂとを比較して一致しているか否かを調べる照合手段と、その照合結果が不一致であれば中継器か地上子が故障しているとして給電部に中継器への電力供給を絶たせる故障処理手段とを具えている。
【０００６】
また、地上子は、１．７ＭＨｚの電波の送受信に適合したアンテナとして、地上から車上への情報伝達を担う送信コイル２２（情報波アンテナ）と、送信コイル２２から発した電波を照合に備えて受信する受信コイル２３（送信確認用アンテナ）とを具えている。
さらに、中継器は、符号処理器に対して電文Ｍａ，Ｍｂを送受信するモデムと、送信用電文Ｍａを１．７ＭＨｚの搬送波に乗せるとともに適度に信号増幅してから送信コイル２２に送信させる変調回路２１と、受信コイル２３の受信信号から電文を復元して受信電文Ｍｂを生成する復調回路２４と、モデムと変調回路２１及び復調回路２４との間でタイミング調整用の電文蓄積などを行う論理部とを具えている。
【０００７】
このような中継器故障検出機能付きＡＴＳ−Ｐ地上装置では、符号処理器で生成された送信用電文Ｍａが中継器の変調回路２１等と地上子の送信コイル２２を介して軌道１１上へ電波で発信されるとともに、その電波から地上子の受信コイル２３と中継器の復調回路２４とで復元された受信電文Ｍｂが中継器から符号処理器に返信され、符号処理器において送信用電文Ｍａと受信電文Ｍｂとが照合される。そして、送信用電文Ｍａと受信電文Ｍｂとが一致すれば電文伝達経路が総て正常であることが判るのに対し、両電文Ｍａ，Ｍｂが一致しないときには電文伝達経路の何処かが故障していることが判明する。
【０００８】
しかも、故障検出に基づく安全性に関しては、符号処理器にフェールセーフコンピュータを採用して符号処理器の安全性を確保するとともに、そのような符号処理器にて送信用電文Ｍａと受信電文Ｍｂとの照合を行うことで中継器と地上子の安全性も高めていることから、中継器の論理部に一重系電子計算機を採用した場合でも、その故障検知が的確になされるので、地上装置は全体が安全でフェールセーフなものとなっている。なお、フェールセーフコンピュータは、例えば公知の多重系電子計算機（例えば特許文献１参照）で良く、そこでは、二系統のＣＰＵの出力をフェールセーフ比較回路（ＦＳ比較回路）にて随時比較することで照合が実行されるようになっている。また、ＦＳ比較回路としては、いわゆる振り子回路を具有していて、一致状態の継続している間は、一定周期で交互に値の変化する交番信号を出力し、比較結果に不一致が検出されると、値の変化しない一定信号を出力する、というものが実績のあるＦＳ比較回路として挙げられる。
【０００９】
［従来例２］ 一方、首都圏の高密度線区以外の線区では、符号処理器や中継器が不要で経済性が高いＡＴＳ−Ｐ地上子であるＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子を用いたシステムが設備されている。ＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子は、列車から２４５ｋＨｚの電力波を受信したときのみ、信号機の現示に対応した電文を列車に送信する、という無電源地上子である（例えば非特許文献３，特許文献２参照）。電文照査に基づいて地上子自体の要部の故障検知を行うようになった電文照査機能付地上子もあるが（例えば特許文献３参照）、電力波を受信したときのみ動作する機器であるため、検知結果の保全区所などへの出力はない。上述した符号処理器や有電源地上子を具備する中継器故障検出機能付きＡＴＳ−Ｐ地上装置に比べて、ＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子は設備費用が半分以下である。ここでは、そのような電文照査機能付地上子を電文照査機能付きＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子と呼ぶことにする。
【００１０】
図８は、従来の電文照査機能付きＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子３０の構造を示し、（ａ）がＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）システムの地上設備の概要ブロック図、（ｂ）が電文照査機能付きＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子３０のブロック図、（ｃ）が電文フレーム構成図である。
ＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）システムも（図８（ａ）参照）、鉄道線路の軌道１１を走行する列車１２に搭載されている車上装置と、地上側に設置されているＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上装置とからなるが、地上装置には符号処理器や中継器が無く、器具箱１４とケーブルで接続されてリレー信号伝送可能になっているＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子が軌道１１に沿って地上側に設置されている。
【００１１】
ＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子も、信号機１３に対応して一台か複数台が設けられ、複数台の場合は信号機１３から適宜な離隔位置に分散配置されて（図８（ａ）では地上子３０，３０ａ，３０ｂを例示）、器具箱１４から直接リレー信号にて信号機現示ＧＲ，ＹＲを入力し、その現示情報や信号機１３までの距離情報などを１．７ＭＨｚの電波で送信するようになっている。また、ＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子は無電源地上子になっており、そこへ走行して来た列車１２の車上装置から２４５ｋＨｚの電力波が届くと、それを受信して動作電力を発生するようになっている。そして、列車１２が軌道１１を走行して例えば地上子３０に接近すると、地上子３０は、２４５ｋＨｚの電力波から電力を得て、信号機現示ＧＲ，ＹＲの入力と情報の電波送信とを行う。そのため、車上装置から地上装置への情報伝達が不要な路線では、ＡＴＳ−Ｓ地上子と同じ感覚で使用されている。
【００１２】
電文照査機能付きＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子３０は、そのような基本構成のＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子に故障検知機能を付加したものであり、具体的には（図８（ｂ）参照）、信号機現示ＧＲ，ＹＲに基づき信号機１３の現示がＧ現示かＹ現示かＲ現示かを判別して対応する送信用電文Ｍａ（図８（ｃ）参照）を電文ＲＯＭから読み出して生成するとともに同一内容の非送信用電文Ｍｃを別の電文ＲＯＭから読み出して生成する電文生成手段３１と、それら複数の電文ＲＯＭから出力される２つの同一の電文同士Ｍａ，Ｍｂを照合する照合回路３５と、１．７ＭＨｚの電波に適合した上述の変調回路２１及び送信コイル２２と、照合一致時には送信用電文Ｍａを変調回路２１にて車上へ送出するのを許容するが、照合不一致時には電文送出を変調回路２１に禁止させる故障処理回路３６とを具えている。
【００１３】
また、地上子３０は、無電源化のために、２４５ｋＨｚの電波の受信に適合した電力取得用電磁波アンテナである受信コイル３８と、受信コイル３８の受信信号から整流等で動作電力を発生させて各部２１，３１〜３６へ供給する電源回路３７も、具えている。
さらに、電文生成手段３１は、送信用電文Ｍａと非送信用電文Ｍｃとを記憶保持した三つの第１〜第３電文ＲＯＭを具備した電文記憶部３３と、各ＲＯＭに適宜なアドレスを送出して送信用電文Ｍａと非送信用電文Ｍｃとを三つずつ出力させる読出回路３４と、器具箱１４から出力された信号機現示ＧＲ，ＹＲのうちＧ現示ＧＲをリレーＧＰＲで受けるとともにＹ現示ＹＲをリレーＹＰＲで受けてリレーＧＰＲの第１接点ＧＰＲ１と第２接点ＧＰＲ２とリレーＹＰＲの第１接点ＹＰＲ１と第２接点ＹＰＲ２とのリレー回路にて三つの送信用電文Ｍａから一つを選出して変調回路２１に送出する選択回路３２とを具えている。
【００１４】
電文記憶部３３の第１ＲＯＭには、Ｇ現示の情報を含んだＧ電文と、Ｙ現示の情報を含んだＹ電文とが保持されており、第２ＲＯＭには、上述したＹ電文と、Ｒ現示の情報を含んだＲ電文とが保持されており、第３ＲＯＭには、上述したＲ電文とＧ電文とが保持されている。そして、Ｇ現示の場合、第１ＲＯＭのＧ電文が送信用電文Ｍａとして読み出されるとともに、第３ＲＯＭのＧ電文が非送信用電文Ｍｃとして読み出されて、両電文Ｍａ，Ｍｃが照合回路３５で比較される。また、Ｙ現示の場合、第２ＲＯＭのＹ電文が送信用電文Ｍａとして読み出されるとともに、第１ＲＯＭのＹ電文が非送信用電文Ｍｃとして読み出されて、両電文Ｍａ，Ｍｃが照合回路３５で比較される。さらに、Ｒ現示の場合、第３ＲＯＭのＲ電文が送信用電文Ｍａとして読み出されるとともに、第２ＲＯＭのＲ電文が非送信用電文Ｍｃとして読み出されて、両電文Ｍａ，Ｍｃが照合回路３５で比較される。
【００１５】
このような電文照査機能付きＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子３０にあっては、複数の電文ＲＯＭから同一内容の電文を多重に生成して、一方は送信の対象になる送信用電文Ｍａにするが他方は送信の対象にならない非送信用電文Ｍｃとしたうえで、それらの送信用電文Ｍａと非送信用電文Ｍｃとの照合を行うことにより、自装置の故障とりわけ電文記憶部３３の故障を検知することができるようになっている。
そのため、コストの嵩むフェールセーフコンピュータを用いないでも、自装置の故障を検知する機能が実現できるので、簡便かつ安価に安全性が確保される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００６−３３８０９４号公報
【特許文献２】特開平８−２４１４号公報
【特許文献３】特開２００１−１９９３３５号公報
【非特許文献】
【００１７】
【非特許文献１】鉄道電気技術者のための信号概論「ＡＴＳ・ＡＴＣ」５１−７３頁 社団法人 日本鉄道電気技術協会 平成１７年６月２８日 改訂版２刷発行
【非特許文献２】宮地正和著「トランスポンダを用いたＡＴＳ−Ｐシステムの安全性技術」鉄道総研報告、Vol.2、No.1、P.11〜17（1988）
【非特許文献３】鉄道電気技術者のための信号概論「ＡＴＳ・ＡＴＣ」７３−７４頁 社団法人 日本鉄道電気技術協会 平成１７年６月２８日 改訂版２刷発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
このように、従来のＡＴＳ−Ｐシステムでは、中継器故障検出機能付きＡＴＳ−Ｐシステムの場合（上記従来例１参照）、変調回路を持つ中継器と送信コイルを持つ地上子とを纏めて符号処理器で診断するため信頼性が高いが、符号処理器にフェールセーフコンピュータが使用されるため設備費が嵩む。
これに対し、電文照査機能付きＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子を用いるシステムの場合（上記従来例２参照）、符号処理器や中継器が不要で経済性が高いうえ、電文記憶部の故障検知を行うので安全性も高い。
【００１９】
もっとも、従来の電文照査機能付きＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子では、変調回路や送信コイルといった送信部についてまで故障を検知するようにはなっていない。このため、送信部の故障検知機能を追加すれば安全性が更に高まると期待される。
そして、その実現には、中継器故障検出機能付きＡＴＳ−Ｐ地上装置の符号処理器による故障検知手法も取り込んで、その故障検知の結果と既存の電文記憶部の故障検知の結果とのうち何れか一方が故障であれば最終的な検知結果も故障として二つの故障検知結果を一つに統合するのが、近道と思われる。
【００２０】
具体的には、変調回路２１及び送信コイル２２へ送られる送信用電文Ｍａを生成する電文生成手段と、受信コイル２３の受信信号から受信電文Ｍｂを生成する復調手段と、両電文Ｍａ，Ｍｂを比較する第１照合手段とを中継器故障検出機能付きＡＴＳ−Ｐ地上装置から引き継ぐとともに、送信対象の送信用電文Ｍａに加えて送信対象外の非送信用電文Ｍｃも生成する多重電文生成手段と、両電文Ｍａ，Ｍｃを比較する第２照合手段とを電文照査機能付きＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子から引き継いだうえで、第１，第２照合手段の結果を一つに纏める統合手段を付加するのが、簡便な解決策と考えられる。
【００２１】
しかしながら、このような直截的な構成では、フェールセーフコンピュータを用いないで比較的安価に実現できるとは言え、まだ煩雑である。
そこで、電文記憶部ばかりか送信部まで故障を検知しうる故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子をより簡素な構成で実現することが、重要な技術課題となる。
また、照合により故障を検知しうる部位を増やすことが更なる技術課題となる。
さらに、照合手段の信頼性まで簡便に確保することも技術課題となる。
【００２２】
また、従来の電文照査機能付きＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子は、２４５ｋＨｚの電力波を受信したときにしか動作しないものであるため、電力波を受信できるところまで列車が接近してから故障検出が実行されるので、故障があってそれが検出されたとしても、当該列車は故障による影響をうける。そこで、安全性の更なる向上を図るには、故障の検知やその結果の出力を常時行えるように改良するのが望ましい。
また、故障を検知したときには、電文の内容に誤りのある可能性が高いので、電文の送信は回避するのが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子は（解決手段１）、このような課題を解決するために創案されたものであり、電文記憶部に記憶された列車停止制御用の情報を含んだ送信用電文を送信する送信手段と、前記送信用電文を受信して受信電文を生成する受信手段と、前記送信用電文および前記送信用電文と同一内容の非送信用電文を前記電文記憶部に記憶する電文記憶手段と、前記受信電文と前記非送信用電文とを比較して不一致の場合に異常と判断する照合手段とを備える。
【００２４】
言い換えると、列車停止制御用の情報を含んだ送信用電文および前記送信用電文と同一内容の非送信用電文を保持する電文記憶部と、前記送信用電文を軌道上へ電波で送信する送信手段と、前記電波を受信して受信電文を生成する受信手段と、前記受信電文と前記非送信用電文とを比較して不一致の場合に異常と判断する照合手段とを備えている。
【００２５】
更に言い換えると、列車停止制御用の情報を含んだ送信用電文を軌道上へ電波で送出する送信手段と、前記電波を受信して受信電文を生成する受信手段と、前記送信用電文およびそれと同一内容の非送信用電文を電文記憶部の異なる記憶領域に保持していて前記電文記憶部から前記送信用電文を読み出して前記送信手段へ送るとともにそのとき前記非送信用電文の読出も行う電文生成手段と、前記受信電文と前記非送信用電文とを比較して一致していれば正常とし不一致であれば異常とする照合手段とを備えている。
【００２６】
また、本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子は（解決手段２）、上記解決手段１の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子であって、前記電文記憶部が信号機の現示情報に対応した前記送信用電文と前記送信用電文と同一の前記非送信用電文を一組とした電文組であって、組間で電文内容が異なる複数の前記電文組と、組内で電文内容が異なる照合成立阻止用電文組を記憶し、前記複数の電文組及び前記照合成立阻止用電文組から前記信号機の現示情報に対応した電文組を選択する選択手段を備えることを特徴とする。
【００２７】
言い換えると、上記解決手段１の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子であって、 前記電文記憶部は、前記送信用電文と前記非送信用電文を一組とした電文組であって、組間で電文内容が異なる複数の電文組と、組内で電文内容が異なる照合成立阻止用電文組とを記憶しているものであり、 前記複数の電文組及び前記照合成立阻止用電文組から前記信号機の現示情報に対応した電文組を選択する選択手段が設けられたことを特徴とする。
【００２８】
更に言い換えると、上記解決手段１の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子であって、前記電文記憶部が前記送信用電文と前記非送信用電文との組を複数保持しており、その複数組の電文は組内同士では同一内容であるが組間では信号機の現示の種類に対応して情報が異なっており、その複数組の電文のうちから前記信号機の現在の現示に対応したものを前記電文生成手段の読出対象にする選択手段が前記電文生成手段に組み込んで又は付加して設けられており、更に前記電文記憶部が組内同士で内容の異なる照合成立阻止用電文の組も保持しており、前記選択手段が前記信号機の現示の種類に対応しないものを読出対象にしたときには前記電文記憶部から前記送信用電文と前記非送信用電文との組に代えて前記の照合成立阻止用電文の組が読み出されるようになっていることを特徴とする。
【００２９】
さらに、本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子は（解決手段３）、上記解決手段１，２の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子であって、外部から給電を受けて動作電力を発生する電源回路が設けられ、前記照合手段による照合が異常とされた場合、前記電源回路への給電を絶つ給電線開閉回路が設けられていることを特徴とする。
言い換えると、上記解決手段１，２の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子であって、外部から給電を受けて動作電力を発生する電源回路が設けられるとともに、異常との照合結果が前記出力回路から出力されると前記電源回路への給電を絶つ給電線開閉回路が内部に又は外部に設けられていることを特徴とする。
【００３０】
また、本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子は（解決手段４）、上記解決手段１〜３の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子であって、前記記憶領域に保持されている前記複数の電文組内の前記送信用電文と前記非送信用電文とが、各ビットを反転させると同一になる電文であり、前記照合手段が、前記受信電文と前記非送信用電文との何れか一方をビット反転後に電文比較を行うことを特徴とする。
言い換えると、上記解決手段１〜３の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子であって、前記記憶領域に保持されている同一組内の前記送信用電文と前記非送信用電文とが、ビットレベルでは完全同一でなく、各ビットを反転させると完全同一になるものであり、前記照合手段が、比較しようとしている前記受信電文と前記非送信用電文との何れか一方をビット反転させてから電文比較を行うようになっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
このような本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子にあっては（解決手段１）、照合対象を受信電文と非送信用電文にしたことにより、上述の直截的構成より照合手段や統合手段が減って、簡素なものになっている。それでいて、電文記憶部に不具合が生じて送信用電文か非送信用電文の内容が損なわれたときばかりか、送信手段や受信手段に不具合が生じて送信用電文さらには受信電文の内容が損なわれたときも、受信電文と非送信用電文とが一致しなくなるので、何れの不具合も検知される。
したがって、この発明によれば、電文記憶部ばかりか送信部まで故障を検知しうる故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子を簡素な構成で実現することができる。
【００３２】
また、本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子にあっては（解決手段２）、既述した従来例２と同様に情報源の信号機の現示が複数存在しているのに対応して送信用電文と非送信用電文との組が複数化されるとともに選択手段が設けられているが、それにとどまらず、組内同士で内容の異なる照合成立阻止用電文の組も電文記憶部に保持されるとともに、選択手段に不具合が生じて信号機の現示の種類に対応しないものが読出対象になったときには、照合成立阻止用電文の組が読み出され、それに対して送信用電文と非送信用電文とに係る処理が行われるようになっているので、受信電文と非送信用電文も一致しなくなって異常との照合結果が出るので、選択手段の不具合まで検出されることとなる。
したがって、本発明によれば、電文記憶部や送信部ばかりか選択手段についても故障を検知しうる故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子を簡素な構成で実現することができる。
【００３３】
さらに、本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子にあっては（解決手段３）、外部から給電を受けて動作電力を発生する電源回路が設けられているため、電文送信も、故障検出も、結果出力も、列車接近の有無に制約されることなく常時、行われる。
そして、異常との照合結果が出ると、電源回路への給電が絶たれて、地上子全体の動作が止まるので、電文送信も行われなくなる。そのため、故障検知時には電文の送信が回避される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施例１について、三現示情報切替形の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子の構造を示し、（ａ）が地上設備の概要ブロック図、（ｂ）が故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子のブロック図、（ｃ）が電文フレーム構成図である。
【図２】照合回路と出力回路の詳細ブロック図である。
【図３】電文生成手段の詳細ブロック図である。
【図４】選択回路の判別表と電文記憶部の記憶領域の割付表である。
【図５】本発明の実施例２について、固定情報形の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子の構造を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施例３について、給電線開閉回路を外部に付加した故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子の構造を示すブロック図である。
【図７】従来の中継器故障検出機能付きＡＴＳ−Ｐシステムの構造を示し、（ａ）が地上設備の概要ブロック図、（ｂ）がＡＴＳ−Ｐ地上装置のブロック図、（ｃ）が電文フレーム構成図である。
【図８】従来の電文照査機能付きＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子の構造を示し、（ａ）が地上設備の概要ブロック図、（ｂ）がＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子のブロック図、（ｃ）が電文フレーム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
このような本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子について、これを実施するための具体的な形態を、以下の実施例１〜３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１〜２（出願当初の請求項１〜２）を具現化した三現示情報切替形のものであり、図５に示した実施例２は、上述した解決手段１（出願当初の請求項１）を具現化した固定情報形のものであり、図６に示した実施例３は、上述した解決手段３（出願当初の請求項３）を具現化したものである。
なお、それらの図示に際しては、簡明化等のため、機械的構造や，電気回路の詳細，電子回路の詳細などは図示を割愛し、発明の説明に必要なものや関連するものを中心にブロック図で示した。
【実施例１】
【００３６】
本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子の実施例１（三現示情報切替形）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１は、（ａ）が複数の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子４０，４０ａ，４０ｂを設置した地上設備の概要ブロック図、（ｂ）が一台の地上子４０のブロック図、（ｃ）が電文フレーム構成図である。また、図２は、照合回路４５と出力回路４６の詳細ブロック図であり、図３は、電文生成手段４１の詳細ブロック図であり、図４は、選択回路４２の判別表と電文記憶部４３の記憶領域の割付表である。
【００３７】
故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子４０は（図１（ａ）参照）、使い易い従来例２の電文照査機能付きＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子３０をベースにして、安全性の高い従来例１の中継器故障検出機能付きＡＴＳ−Ｐ地上装置と同等のレベルまで故障検知機能を向上させたもので、しかも地上子３０と同じく三現示情報切替形のもので、地上子３０と同様、信号機１３までの距離や信号機１３の現示といった情報を車上装置へ提供する情報提供対象の信号機１３と同じ軌道１１に単独で又は同一構成の他の地上子４０ａ，４０ｂ等と適宜離れて設置され、信号機１３の器具箱１４から信号機現示ＧＲ，ＹＲをリレー信号で入力して、その現示に対応した適宜な情報を含んだ電文を軌道１１上へ１．７ＭＨｚの電波で送出するが、地上子３０と異なり、器具箱１４から直流電力ＤＣ１３５Ｖの給電を受けて常時動作する有電源地上子になっているので、列車１２の車上装置から２４５ｋＨｚの電波を受けなくても良く、さらに正常か異常かの照合結果・故障検知結果をリレーＮＲＭ１（地上子４０ａ，４０ｂではＮＲＭ２，ＮＲＭ３）の動作／落下状態として器具箱１４へ常時出力するようになっている。
【００３８】
内部構造を述べると（図１（ｂ）参照）、地上子４０は、列車停止制御用の情報を含んだ送信用電文Ｍａを軌道１１上へ電波で送出する送信手段２１，２２としての変調回路２１及び送信コイル２２と、その電波を受信して受信電文Ｍｂを生成する受信手段２３，２４としての受信コイル２３及び復調回路２４とを、既述した中継器故障検出機能付きＡＴＳ−Ｐ地上装置から引き継いでいる。また、既述した電文照査機能付きＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子３０からは電文生成手段３１や照合回路３５等の基本構想を踏襲しているが、そのまま引き継ぐのでなく、故障検知機能の強化と構成の簡素化のために改造しており、地上子４０は、以下に詳述する構成のものとなった電文生成手段４１と照合回路４５と出力回路４６とを具えている。有電源化のため電源回路４７も具えている。
【００３９】
電文生成手段４１は（図１（ｂ），図２参照）、リレー回路からなり信号機現示ＧＲ，ＹＲをリレーＧＰＲ，ＧＹＲで受けてその現示に対応した送信用電文Ｍａを選出する選択回路４２と、例えばＥＥＰＲＯＭからなり送信用電文Ｍａおよびそれと同一内容の非送信用電文Ｍｃを異なる記憶領域に保持している電文記憶部４３と、例えばカウンタ主体の回路からなりそのカウント値を送信用電文Ｍａの変調タイミングに合わせてインクリメントする等のことで電文記憶部４３の読出アドレスを生成する読出回路４４とを具備していて、電文記憶部４３から送信用電文Ｍａを読み出して送信手段２１，２２の変調回路２１へ送るとともに、その送信用電文Ｍａの読出と並行して同一内容の非送信用電文Ｍｃの読出も行うようになっている。なお、電文記憶部４３からの両電文Ｍａ，Ｍｃの読出がビット単位であればラッチ等でタイミング調整を行うが、バイトやワード等の複数単位であればシフトレジスタ等でパラレル−シリアル変換を行うようにもなっている（図３参照）。
【００４０】
選択回路４２は（図４の左半分を参照）、リレーＧＰＲの第１接点ＧＰＲ１とリレーＧＰＲの第２接点ＧＰＲ２とリレーＹＰＲの第１接点ＹＰＲ１とリレーＹＰＲの第２接点ＹＰＲ２とがそれぞれ動作状態（↑）なのか落下状態（↓）なのかに応じて“１”か“０”かの一ビットを各接点に対応させることで、１６進数で一桁分の部分アドレスを生成するようになっている。具体的には、信号機１３がＧ現示のときには、各接点ＧＰＲ１，ＧＰＲ２，ＹＰＲ１，ＹＰＲ２が正常であれば、その接点状態が↑↑↓↓になるので、部分アドレス“Ｃ”を生成する。また、信号機１３がＹ現示のときには、各接点ＧＰＲ１，ＧＰＲ２，ＹＰＲ１，ＹＰＲ２が正常であれば、その接点状態が↓↓↑↑になるので、部分アドレス“３”を生成する。さらに、信号機１３がＲ現示のときには、各接点ＧＰＲ１，ＧＰＲ２，ＹＰＲ１，ＹＰＲ２が正常であれば、その接点状態が↓↓↓↓になるので、部分アドレス“０”を生成する。そして、それ以外の接点状態は、接点不良その他の故障時に発現する異常状態であり、部分アドレスとして他の値を生成するようになっている。
【００４１】
電文記憶部４３は（図４の右半分を参照）、そのような選択回路４２の部分アドレス生成に対応して、１６進数のアドレス表示で記憶領域“０Ｃ０”〜“０ＣＦ”及び記憶領域“１Ｃ０”〜“１ＣＦ”のそれぞれにＧ現示の電文を保持し、記憶領域“０３０”〜“０３Ｆ”及び記憶領域“１３０”〜“１３Ｆ”のそれぞれにＹ現示の電文を保持し、記憶領域“０００”〜“００Ｆ”及び記憶領域“１００”〜“１０Ｆ”のそれぞれにＲ現示の電文を保持し、他のアドレスの記憶領域については、アドレス“０＊＊”の所には照合成立阻止用電文“１…１”を保持し、アドレス“１＊＊”の所には照合成立阻止用電文“０…０”を保持している（なお、＊は一桁の１６進数で“０”〜“Ｆ”の何れかである）。
【００４２】
また、電文生成手段４１では、上記の電文記憶部４３に対する１６進数で三桁のアドレスのうち上位の一桁と下位の一桁を読出回路４４が生成するとともに中間の一桁に選択回路４２の生成した部分アドレスを嵌め込むことで、一方の記憶領域たとえば“０００”〜“０ＦＦ”からは送信用電文Ｍａが読み出され、他方の記憶領域たとえば“１００”〜“１ＦＦ”からは非送信用電文Ｍｃが読み出されるので、電文記憶部４３は、送信用電文Ｍａと非送信用電文Ｍｃとの組を複数保持したものとなっている。しかも、その送信用電文Ｍａと非送信用電文Ｍｃとの複数組の電文は、組内同士では同一内容であるが、組間では信号機１３の現示の種類すなわちＧ現示かＹ現示かＲ現示かに対応して情報が異なっており、選択回路４２は、送信用電文Ｍａと非送信用電文Ｍｃとの複数組の電文のうちから信号機１３の現在の現示に対応したものを電文生成手段４１の読出対象にするものとなっている。なお、この地上子４０では選択回路４２が電文生成手段４１に組み込まれた形になっているが、選択回路４２を電文生成手段４１の前段や後段に付加した形になっていても良い。
【００４３】
さらに、電文記憶部４３は、その記憶領域であって読出対象となりうる記憶領域のうち、送信用電文Ｍａと非送信用電文Ｍｃとの組を保持している記憶領域は別として、それ以外の記憶領域には、各ビット毎に反転した値を持つことで組内同士で内容の異なるものとなっている照合成立阻止用電文の組“１…１”，“０…０”を記憶保持している。また、選択回路４２が信号機１３の現示の種類に対応しないものを電文生成手段４１の読出対象に選出したときには、電文記憶部４３から送信用電文Ｍａと非送信用電文Ｍｃとの組に代えて上記の照合成立阻止用電文の組“１…１”，“０…０”が読み出される。そして、全ビット“１”の照合成立阻止用電文“１…１”は送信用電文Ｍａと同じく変調回路２１へ送出され、，全ビット“０”の照合成立阻止用電文“０…０”は非送信用電文Ｍｃと同じく照合回路４５へ送出されるようになっている。
【００４４】
照合回路４５は（図２参照）、復調回路２４から受信電文Ｍｂを受けるとともに電文記憶部４３から非送信用電文Ｍｃを受けて、適宜な同期回路等で両電文Ｍｂ，Ｍｃのタイミングをビットレベルまで同期させてから、両電文Ｍｂ，Ｍｃを比較して、一致していれば照合結果を正常とし、不一致であれば照合結果を異常とするようになっている。しかも、照合回路４５は、既述した公知で実績のある振り子回路を具備したフェールセーフな比較回路（ＦＳ比較回路）を主体に構成されていて、比較回路での比較結果が一致している状態が継続している間は、一定周期で交互に値の変化する交番信号を出力するが、比較結果に不一致が検出されると、値の変化しない一定信号を出力するものとなっている。
【００４５】
出力回路４６は（図２参照）、やはり公知で実績のあるフェールセーフなリレードライバからなり、照合回路４５の照合結果を交番信号から直流信号に変換してリレーＮＲＭ１を駆動するようになっている。
電源回路４７は（図１（ｂ）参照）、器具箱１４から直流電力ＤＣ１３５Ｖの給電を受けて各部２１〜２４，４１〜４６の動作電力を常時発生するようになっている。例えば、電文生成手段４１や照合回路４５にはＤＣ５Ｖの直流電力を継続して供給し、出力回路４６のトランジスタにはＤＣ４８Ｖの直流電力を継続して供給し、出力回路４６の最終段がＤＣ２４Ｖの直流電力を継続して供給できるようにしている。
【００４６】
なお（図１（ｃ）参照）、Ｇ現示かＹ現示かＲ現示の情報を含んだ送信用電文Ｍａのフレーム構成は、基本的に既述の従来例と同じＨＤＬＣフォーマットであるが、受信電文Ｍｂと非送信用電文Ｍｃとの同期採りが容易かつ確実に行えるよう、例えば二進数で“１１１１１１１１”のアボートコード（ＡＢＴ）が付加されている。また、送信用電文Ｍａの代わりに送信手段２１，２２を介して軌道１１上へ送信される可能性のある照合成立阻止用電文“１…１”は、例え列車１２の車上装置が受信したとしても不所望に受理されることがないよう、サイクリックリダンダンシーチェックコードＣＲＣが不正値になっている。
【００４７】
この実施例１の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子４０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。
地上子４０は、情報提供対象の信号機１３と同じ軌道１１に沿って同一構成の他の地上子４０ａ，４０ｂと適宜離れて設置され（図１（ａ）参照）、信号機１３の器具箱１４とケーブルで接続され、器具箱１４からＤＣ１３５Ｖの直流電力を受けて常時動作する。
【００４８】
そして、随時、器具箱１４から信号機現示ＧＲ，ＹＲがリレー信号でケーブルを介して地上子４０に送られ、地上子４０に異常が無ければ信号機現示ＧＲ，ＹＲに基づいて信号機１３の現示に対応した適宜な情報を含んだ送信用電文Ｍａ（図１（ｃ）参照）が地上子４０によって生成され（図１（ｂ）参照）、更にその電文が軌道１１上へ１．７ＭＨｚの電波で送出される（図１（ａ）参照）。そのため、軌道１１を走行する列車１２が地上子４０に接近して、列車１２の車上装置が上記電波を受信すると、受信電文から信号機１３までの距離や信号機１３の現示といった情報が車上装置に取得されて、その信号機現示がＧ現示なのかＹ現示なのかＲ現示なのかに応じて適切な速度照査パターンＰが生成され、それに基づいて列車１２の列車停止制御が行われる。
【００４９】
地上子４０における送信用電文Ｍａの生成や送信などについて詳述すると（図１（ｂ），図３参照）、電文生成手段４１に入力された信号機現示ＧＲ，ＹＲのうちＧ現示ＧＲの信号は選択回路４２のリレーＧＰＲの第１接点ＧＰＲ１と第２接点ＧＰＲ２にて二ビットの部分アドレスにされて電文記憶部４３のアドレス指定に組み入れられ、信号機現示ＧＲ，ＹＲのうちＹ現示ＹＲの信号は選択回路４２のリレーＹＰＲの第１接点ＹＰＲ１と第２接点ＹＰＲ２にてやはり二ビットの部分アドレスにされて電文記憶部４３のアドレス指定に組み入れられ、電文記憶部４３のアドレス指定のうち残ビットの部分が読出回路４４によって補われて、電文記憶部４３の記憶領域のうちから読出対象が選出される。そして、異なる記憶領域の一方“０００”〜“０ＦＦ”から送信用電文Ｍａが読み出され他方“０００”〜“１ＦＦ”から非送信用電文Ｍｃが読み出される（図４参照）。
【００５０】
このとき、信号機１３がＧ現示であって、その信号に選択回路４２が正しく応じれば、電文記憶部４３の異なる記憶領域から送信用電文Ｍａと非送信用電文Ｍｃが読み出され、両電文Ｍａ，Ｍｃの内容は同じになる。Ｙ現示やＲ現示の場合も同様である。これに対し、リレーＧＰＲ，ＹＰＲに接点不良などの不具合がある場合には、送信用電文Ｍａの代わりに照合成立阻止用電文“１…１”が読み出されとともに、その電文とはビット反転状態で異なっている照合成立阻止用電文“０…０”が非送信用電文Ｍｃの代わりに読み出される。何れの場合も（図１（ａ），（ｂ）参照）、送信用電文Ｍａは送信手段２１，２２によって軌道１１上の列車１２へ向けて送信され、それと同時に受信手段２３，２４によって受信電文Ｍｂにされる。
【００５１】
こうして送信用電文Ｍａの生成に伴って非送信用電文Ｍｃが生成されるとともに送信用電文Ｍａの送信に応じて受信電文Ｍｂが生成されると、両電文Ｍｂ，Ｍｃは（図２参照）、照合回路４５によって、ビット単位で同期が採られ、対応ビット毎に比較されて、総てが一致していれば照合結果が正常とされ、そうでなく不一致があれば照合結果が異常とされる。また、その照合結果は、出力回路４６によってリレー駆動信号に変換されてから、ケーブルを介して器具箱１４へ送出される。地上子４０はケーブル接続先の器具箱１４から供給されるＤＣ１３５Ｖの直流電力を電源回路４７で受けて常時動作することから、送信用電文Ｍａの送信も、受信電文Ｍｂと非送信用電文Ｍｃとの照合による故障検知も、その照合結果の出力も、随時行われるので、故障が発生した時点で故障検知と外部通知ができるため、安全のためのバックアップ措置や地上子の取り替えが迅速にできる。
【００５２】
また、信号機１３の現示に対応したリレーＧＰＲ，ＹＰＲの動作／落下で送信する電文を切り替える点は従来のＰ（Ｎ）地上子の機能を踏襲しているが、送信用電文Ｍａの候補がＧ電文とＹ電文とＲ電文だけでなく照合成立阻止用電文“１…１”にも拡張され、非送信用電文Ｍｃの候補が同一内容で正常時のＧ電文とＹ電文とＲ電文だけでなく反転内容で選択異常時の照合成立阻止用電文“０…０”にも拡張されている。そのため、選択回路４２にリレー接点の不具合などが生じると、照合成立阻止用電文の組“１…１”，“０…０”が照合されて、異常の照合結果が出るので、故障が検出される。
【００５３】
さらに、選択回路４２が正常でも、電文記憶部４３に不具合が生じて電文データが損なわれたときには、その電文が送信用電文Ｍａや非送信用電文Ｍｃとして読み出されるが、両電文Ｍａ，Ｍｃの記憶領域が異なるため、両電文Ｍａ，Ｍｃが同時に同一態様で損傷する確率は片方損傷や不同損傷に比べて無視できるほど小さいことから、両電文Ｍａ，Ｍｃが一致しない故障状態を考慮すれば足りるので、そうすると、受信信号から送信用電文Ｍａを復元した受信電文Ｍｂも非送信用電文Ｍｃと一致しなくなって、異常の照合結果が出るので、電文記憶部４３の不具合についても、故障が検出される。
【００５４】
また、電文生成手段４１が総て正常であっても、送信手段２１，２２や受信手段２３，２４に不具合が生じれば、送信用電文Ｍａから受信電文Ｍｂを得る過程で電文内容が損なわれて、受信電文Ｍｂが送信用電文Ｍａと同じでなくなり、送信用電文Ｍａと同一内容の非送信用電文Ｍｃとも受信電文Ｍｂが同じでなくなるため、照合回路４５から異常の照合結果が出されるので、送信手段２１，２２や受信手段２３，２４の不具合についても、故障があればそのことが検出される。
【００５５】
さらに、照合回路４５には電文比較用にフェールセーフな比較回路が採用されているが、その電文比較回路は、俗に振り子回路と呼ばれ、電子連動装置のバス・データ比較回路などで実績もあり、自身の回路故障で誤って交番信号を出す確率はゼロ（０）と言える。
しかも、出力回路４６にはフェールセーフはリレードライバが採用されているので、出力回路４６が自身の回路故障で誤って所定電圧を出力する確率もゼロ（０）と言える。
そのため、この故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子４０は地上子全体がフェールセーフなものと言える。
【実施例２】
【００５６】
図５にブロック図を示した本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子５０（固定情報形）が上述した実施例１の地上子４０と相違するのは、電文生成手段４１から選択回路４２が無くなって電文生成手段４１が電文生成手段５１になった点である。
地上子５０は、信号機１３の器具箱１４から信号機現示の情報を直接的に取り込んで信号現示に対応させて送信用電文Ｍａ及び非送信用電文Ｍｃの内容を切り替える機能を捨て去って、一つの固定した電文のみを送信するようになっており、ＡＴＳ−Ｐ（Ｎ）地上子より旧型の無電源地上子に本発明の故障検知機能と電源とを付加したものとなっている。
【００５７】
この場合、信号機現示ＧＲ，ＹＲの入力が無く、選択回路４２も無くて、その故障を検出する必要がないため、電文記憶部４３に代る電文記憶部５３は、同一内容の送信用電文Ｍａと非送信用電文Ｍｃを一組だけ異なる記憶領域に保持できる記憶容量があれば足り、読出回路５４は一組の両電文Ｍａ，Ｍｃを読み出せるようになっていれば足りる。他の回路２１〜２４，４５〜４７は、地上子４０から引き継がれており、上述した実施例１のものと同じままである。そのため、固定情報形のＡＴＳ−Ｐ地上子として使用することができ、故障検知機能についても、存在しない選択回路の故障検知が不要で行われないこと以外は、上述した地上子４０と同様のことが行われて、自装置の故障が的確に検出される。
【実施例３】
【００５８】
図６に地上設備をブロック図で示した本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子が上述した実施例１（又は２）の地上子４０（又は５０）と相違するのは、地上子４０（又は５０）それぞれに給電線開閉回路６０（故障処理回路）が付加されている点である。
【００５９】
給電線開閉回路６０は、地上子４０に内蔵させても良いが、ここでは、地上子４０の近くの接続箱の中に設けられている。接続箱は器具箱１４と地上子４０，４０ａとを結ぶケーブルを地上子の近傍で中継しており、地上子４０は器具箱１４から電源回路４７への給電線として接続箱からＤＣ１３５Ｖの分岐線を引き込んでいる。給電線開閉回路６０は、その分岐線を開閉して導通状態／遮断状態を切り替えることで、電源回路４７への給電を継続させたり絶ったりするものとなっている。リレーを用いた具体的な構成例を述べると、給電線開閉回路６０は、出力回路４６からのリレー駆動信号で接点が駆動されるリレーＮＲＭ１を主体に構成され、そのリレー接点ＮＲＭ１が上記分岐線に介挿接続され、そのリレー接点ＮＲＭ１に手動操作式の常開スイッチＳＷ１が並列接続され、リレーＮＲＭ１のコイル部にＣＲ充放電回路が並列接続されている。
【００６０】
そして、スイッチＳＷ１が操作されて閉じると、地上子４０に給電がなされて、地上子４０が動作を開始し、地上子４０が正常であればリレー駆動信号が正常値（オン状態）になって、リレー接点ＮＲＭ１が閉じて給電線が導通することでリレーＮＲＭ１が自己保持状態になるため、スイッチＳＷ１の操作が止んで開いても、地上子４０への給電は継続する。それから、地上子４０の何処かが故障してリレー駆動信号がゼロ（オフ状態）になると、リレー接点ＮＲＭ１が開いて給電線が遮断され、それによってリレーＮＲＭ１の自己保持が解除されるため、地上子４０は給電が絶たれて動作を停止する。そのため、故障検知時は、誤りを含んでいる可能性のある電文が地上子４０から列車１２へ向けて送信されるということが全く無いので、安全性が格段に高い。
【００６１】
また、給電線開閉回路６０のＣＲ充放電回路は、照合回路４５での短時間不一致（例えば信号機の現示が変化した時の過渡的な照合不一致）などに起因してリレー駆動信号が一時的にゼロ（０）になっただけの軽微な不具合にまでリレーＮＲＭ１が感応して過剰に地上子４０を停止させるのを回避するため、リレーＮＲＭ１の感度を例えば数百ｍｓ程度まで緩和させるように充放電の時定数が設定されている。なお、一時的で軽微な不具合が送信用電文Ｍａに及んだ場合には、送信用電文Ｍａの一部が損なわれることになるが、その場合は、大抵、列車１２の車上装置のサイクリックリダンダンシーチェック（ＣＲＣ）によって不所望な電文が排除される。
【００６２】
［その他］
なお、上記実施例では、電文記憶部４３，５３に保持されている同一組内の送信用電文Ｍａと非送信用電文Ｍｃとがビットレベルまで完全に同一であったが、同一組内の送信用電文Ｍａと非送信用電文Ｍｃは、ビットレベルまで完全に同一でなくても良く、具体的には、各ビットを反転させると完全同一になるものであっても良い。その場合、照合回路４５に対して、復調回路２４から受けた受信電文Ｍｂについて各ビットを反転させるビット反転回路を前置するか、電文記憶部５３から読み出された非送信用電文Ｍｃについて各ビットを反転させるビット反転回路を前置するか、何れかの改造を施しておけば良い。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子は、上述した固定情報形や三現示情報切替形に適用が限定されるものでなく、他の個数の情報切替形にも適用することができる。
また、列車から列車番号や減速度などの情報を受信するのを排除するものでなく、そのような情報を受信する回路を併存させても良い。
【符号の説明】
【００６４】
１１…軌道（鉄道線路）、１２…列車（車上装置）、１３…信号機、１４…器具箱、
２１…変調回路（増幅回路）、２２…送信コイル（情報波アンテナ）、
２３…受信コイル（送信確認用アンテナ）、２４…復調回路、
３０，３０ａ，３０ｂ…地上子、
３１…電文生成手段（多重）、３２…選択回路、３３…電文記憶部（ＲＯＭ）、
３４…読出回路、３５…照合回路、３６…故障処理回路、
３７…電源回路、３８…受信コイル（電力取得用電磁波アンテナ）、
４０，４０ａ，４０ｂ…地上子、
４１…電文生成手段（多重）、４２…選択回路、４３…電文記憶部（ＲＯＭ）、
４４…読出回路、４５…照合回路（ＦＳ比較回路）、
４６…出力回路（ＦＳリレードライバ）、４７…電源回路、
５０…地上子、５１…電文生成手段、５３…電文記憶部（ＲＯＭ）、
５４…読出回路、６０…給電線開閉回路（故障処理回路）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電文記憶部に記憶された列車停止制御用の情報を含んだ送信用電文を送信する送信手段と、
前記送信用電文を受信して受信電文を生成する受信手段と、
前記送信用電文および前記送信用電文と同一内容の非送信用電文を前記電文記憶部に記憶する電文記憶手段と、
前記受信電文と前記非送信用電文とを比較して不一致の場合に異常と判断する照合手段と
を備えることを特徴とする故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子。
【請求項２】
前記電文記憶部が信号機の現示情報に対応した前記送信用電文と前記送信用電文と同一の前記非送信用電文を一組とした電文組であって、組間で電文内容が異なる複数の前記電文組と、
組内で電文内容が異なる照合成立阻止用電文組を記憶し、
前記複数の電文組及び前記照合成立阻止用電文組から前記信号機の現示情報に対応した電文組を選択する選択手段を備えることを特徴とする請求項１記載の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子。
【請求項３】
外部から給電を受けて動作電力を発生する電源回路が設けられ、
前記照合手段による照合が異常とされた場合、
前記電源回路への給電を絶つ給電線開閉回路が設けられている
ことを特徴とする請求項１又は２記載の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子。
【請求項４】
前記記憶領域に保持されている前記複数の電文組内の前記送信用電文と前記非送信用電文とが、
各ビットを反転させると同一になる電文であり、
前記照合手段が、
前記受信電文と前記非送信用電文との何れか一方をビット反転後に電文比較を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載された故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子。
【請求項１】
電文記憶部に記憶された列車停止制御用の情報を含んだ送信用電文を送信する送信手段と、
前記送信用電文を受信して受信電文を生成する受信手段と、
前記送信用電文および前記送信用電文と同一内容の非送信用電文を前記電文記憶部に記憶する電文記憶手段と、
前記受信電文と前記非送信用電文とを比較して不一致の場合に異常と判断する照合手段と
を備えることを特徴とする故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子。
【請求項２】
前記電文記憶部が信号機の現示情報に対応した前記送信用電文と前記送信用電文と同一の前記非送信用電文を一組とした電文組であって、組間で電文内容が異なる複数の前記電文組と、
組内で電文内容が異なる照合成立阻止用電文組を記憶し、
前記複数の電文組及び前記照合成立阻止用電文組から前記信号機の現示情報に対応した電文組を選択する選択手段を備えることを特徴とする請求項１記載の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子。
【請求項３】
外部から給電を受けて動作電力を発生する電源回路が設けられ、
前記照合手段による照合が異常とされた場合、
前記電源回路への給電を絶つ給電線開閉回路が設けられている
ことを特徴とする請求項１又は２記載の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子。
【請求項４】
前記記憶領域に保持されている前記複数の電文組内の前記送信用電文と前記非送信用電文とが、
各ビットを反転させると同一になる電文であり、
前記照合手段が、
前記受信電文と前記非送信用電文との何れか一方をビット反転後に電文比較を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載された故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１４８６６０（Ｐ２０１２−１４８６６０Ａ）
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８２９９（Ｐ２０１１−８２９９）
【出願日】平成２３年１月１８日（２０１１．１．１８）
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【出願人】（０００２０７４７０）大同信号株式会社 (83)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１８日（２０１１．１．１８）
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【出願人】（０００２０７４７０）大同信号株式会社 (83)
【Ｆターム（参考）】
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