故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子
【課題】電文記憶部４３ばかりか送信部２１，２２や選択手段４２まで故障を検知しうる故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子を簡便に改良して、一時的な現示リレーの動作重複時にも速度照査パターンの上位更新ができるようにする。
【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と非送信用電文Ｍｃとの複数組を電文記憶部４３に保持していて送信用電文Ｍａを送信手段２１，２２へ送る電文選択手段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、電文Ｍａ，Ｍｂの組には、正常電文同士の組と、正常電文と照合成立阻止用電文との組と、照合成立阻止用電文同士の組を含ませる。
【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と非送信用電文Ｍｃとの複数組を電文記憶部４３に保持していて送信用電文Ｍａを送信手段２１，２２へ送る電文選択手段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、電文Ｍａ，Ｍｂの組には、正常電文同士の組と、正常電文と照合成立阻止用電文との組と、照合成立阻止用電文同士の組を含ませる。
【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１１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１１（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から信号機現示リレー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１１（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、信号機現示リレー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１１（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１２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１２（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１２（ａ）では地上子３０，３０ａ，３０ｂを例示）、器具箱１４から直接に信号機現示リレー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、信号機現示リレー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１２（ｂ）参照）、信号機現示リレー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１２（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選択手段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，Ｍｃ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、電文選択手段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リレーＧＲ，ＹＲのうちＧ現示リレーＧＲを中継リレーＧＰＲで受けるとともにＹ現示リレーＹＲを中継リレー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。
【００１６】
ここで（図１３参照）、器具箱１４から出力される信号機現示リレーＧＲ，ＹＲが、最下位（危険状態・停止指示）のＲ現示から、中間の位（注意状態・徐行指示）のＹ現示を経て、最上位（安全状態・進行指示）のＧ現示へ、変化する場合について、信号波形を参照して説明する。この場合、理想的には（図１３（ａ）参照）、Ｇ現示のリレーＧＲとＹ現示のリレーＹＲが共に落下状態から始まり、現示リレーＹＲだけが動作状態になって、その後で現示リレーＧＲが動作状態になると同時に現示リレーＹＲが落下状態になるのが望ましい。しかし、リレーの切替タイミングには無視できない不確定性・バラツキがあるため（図１３（ｂ）の破線部分を参照）、現示リレーＹＲの落下が早まるとともに現示リレーＧＲの動作が遅れたときには（図１３（ｃ）参照）、瞬時とは言え不所望なＲ電文（Ｒ現示対応の電文）が選択されてしまう。
【００１７】
そこで（図１３（ｄ）参照）、そのような不都合を回避するために、現実の信号機現示リレーＧＲ，ＹＲのうち相対的に下位の方のＹ現示リレーＹＲについては、例えば落下時素の付いた緩放リレーの採用などによって、ＹＲリレー落下延伸の機能が付加されており、現示リレーＹＲの落下タイミングが数百ｍｓほど遅れるようになっている。そのため、Ｙ現示からＧ現示への状態遷移時に数百ｍｓ程度の一瞬ではあるが現示リレーＧＲ，ＹＲが共に動作状態になる時期が存在し、そのように複数の現示リレーＧＲ，ＹＲの動作が重複したときに地上子３０で電文の読出が行われると、電文記憶部３３からＧ電文とＹ電文が同時に読み出されて、それら両電文をビット毎に論理和演算したものが送信用電文Ｍａになる。もっとも、このような送信用電文Ｍａは、有効でなく、公知慣用の冗長符号チェック、具体的にはＣＲＣ検定にてエラーとされる無効なＸ電文なので（図１３（ｄ）では★印の付いた所を参照）、車上装置で受理されることなく無視される。そのため、一時的な現示リレーＧＲ，ＹＲの動作重複時はもちろんのこと、例えケーブル混触などでリレーＧＰＲ，ＹＰＲが共に動作状態になり続けたとしても、十分な安全性が確保されている（例えば非特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【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（特許第３３４５１７９号）
【特許文献３】特開２００１−１９９３３５号公報
【特許文献４】特願２０１１−００８２９９号
【非特許文献】
【００１９】
【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
【非特許文献４】宮地正和著「ケーブル混触時のＡＴＳ−Ｐｓの安全性」４−３９０〜４−３９１頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
上述したように、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。
【００２１】
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。
【００２２】
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を生成する電文選択手段と、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選択手段と、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、直截的で簡便な解決策と考えられる。
【００２３】
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、まだ煩雑であることから、更に工夫がなされ、その結果、電文記憶部ばかりか送信部や選択手段まで故障を検知しうる故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子であって、より簡素な構成のものが案出されている。
これは（特許文献４参照）、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選択手段と、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。
【００２４】
しかも、この故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子にあっては、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選択手段の読出対象にする選択手段が前記電文選択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。
【００２５】
そして、このような故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子にあっては、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。
【００２６】
また、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。
【００２７】
もっとも、このような改良によって故障検出能力が向上したとしても、Ｙ現示からＧ現示へ信号の現示がアップする際にＹＲリレー落下延伸に起因して信号機現示リレーＧＲ，ＹＲが共に動作状態になったとき地上子が無効な電文（図１３（ｄ）において★印の付いたＸ電文を参照）を送信することまで防止されるようになったわけではない。そのような無効電文は車上装置に無視され安全性の確保を損なうものでないことは上述したところであるが、Ｙ現示からＧ現示といった上位変化時に、地上子と車上子とが結合する所まで列車が進行しているにもかかわらず、例え短時間であっても信号機現示情報の伝達が遅れると、その分だけ車上装置における速度照査パターンＰの上位更新も遅れ、それに起因して稀にではあるが、速度照査パターンＰの速度を自列車速度Ｖが超過してブレーキが作動することがある。
【００２８】
詳述すると（図１４参照）、信号機１３がＲ現示のときには（図１４（ａ）参照）、車上装置の速度照査パターンＰが確実な停止を確保しうる規制のものＰ（Ｒ）であり、Ｒ現示を目視確認した運転士が列車速度Ｖを下げて列車１２を停止させる。それから、信号機１３がＹ現示に上位変化すると（図１４（ｂ）参照，なお、信号機１３ａは信号機１３の一つ先の信号機である）、Ｙ現示を目視確認した運転士が列車速度Ｖを上げて列車１２を信号機１３に向けて進行させ始めるので、同時に速度照査パターンＰが注意進行を課すＹ現示対応のＰ（Ｙ）に上位更新されるのが望ましいが、未だ地上子３０と列車１２の車上子とが結合する所まで列車が進行していない場合、速度照査パターンＰはＲ現示対応のＰ（Ｒ）のままであり、列車速度Ｖが小さいうちは速度照査パターンＰに規制されることなく列車１２が加速しながら信号機１３に向かって進行する。
【００２９】
そして（図１４（ｃ）参照）、地上子３０と列車１２の車上子とが結合する所まで列車が進行したときに、たまたま、信号機１３がＹ現示からＧ現示へ上位変化して、ＹＲリレー落下延伸の期間に入ってしまうと、地上子３０から車上子へ向けて送信される電文が無効なＸ電文になるため、速度照査パターンＰは全く更新されずＲ現示対応のＰ（Ｒ）のままであり続ける。これに対し、Ｇ現示を目視確認した運転士は列車速度Ｖを速やかに上げる操作を行うので、列車速度ＶがＲ現示対応の速度照査パターンＰ（Ｒ）に規制されて、列車１２に自動ブレーキが掛けられることがある（図１４（ｄ）参照，なお、信号機１３ｂは信号機１３の二つ先の信号機である）。この場合、運転士は、目視で確認したＧ現示に反する規制が掛けられるので、違和感を感じる。
【００３０】
上述した三現示より現示数の多い四現示や五現示などでは、上述したＹＲリレー落下延伸と同様のリレー落下延伸が、現示リレーの割り当ての無い最下位のＲ現示から上位現示への変化を除き、相対的に下位の現示から相対的に上位の現示へ変化するときには、下位の方のリレー信号について適用されるようになっている。そして、信号機の現示が下位から上位へ上がったときに地上子と車上子とが未だ結合せず、更に信号機の現示がより上位へ上がったときに地上子と車上子とが結合して、その結合開始タイミングがリレー落下延伸の期間に入り、速度照査パターン更新無しのまま加速して、速度照査パターンの規制を受けたときだけ、運転士が想定外の違和感を感じることになるのであるが、信号機の現示が下位から上位へ二段階以上も上がっているだけに違和感が大きい。そこで、複数の現示リレーについて動作状態が重複したときに、何れか一の現示を優先的に採用してでも、無効にならない有効な電文を送信させるようにして、速度照査パターンを速やかに更新させることが考えられる。
【００３１】
例えば、電文記憶部から読出対象を選択する手段をリレー回路にて論理演算する構成として、現示リレーＧＲ，ＹＲが共に動作状態になったときにはＧ現示に対応したＧ電文が選択されるようにすることで、信号現示の遷移状態・過渡状態で複数の現示ＧＲ，ＹＲが同時に動作状態になったときに地上子からの送信電文が車上で破棄されるという事態を簡便に回避することができる（例えば特許文献２段落００２０及び図２参照）。
しかしながら、この手法は、電文読出以前に対象を絞り込むので、信号機現示に係るリレー状態の場合分けの数が少なくなるため、故障態様の切り分けが粗くなって、ケーブル等の混触や電文記憶部周りの選択手段の不具合まで含めた故障について不所望な検知能力の低下を招来しやすいので、故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子には採用しづらい。
【００３２】
そこで、電文記憶部ばかりか送信部や選択手段まで故障を検知しうる上述の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子（特許文献４参照）を前提として、簡素な構成を損なうことなく簡便に、一時的な現示リレーの動作重複時にも車上装置で速度照査パターンの上位更新ができるように地上子を改良することが、技術的な課題となる。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
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、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選択手段と、読み出した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た故障検知機能付き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、その複数組の電文には，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いる正常電文同士の組と，一時的な現示リレーの動作重複に含まれる複数の現示のうち相対的に下位の現示に対応した情報を含んだ正常電文とそれとは内容の異なる照合成立阻止用電文との組とが含まれており、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選択手段の読出対象にする選択手段が前記電文選択手段に組み込んで又は付加して設けられていることを特徴とする。
【００３４】
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、組内同士で内容が異なるうえ何れの電文も前記信号機の現示に対応しない照合成立阻止用電文同士の組も前記電文記憶部が保持しており、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の照合成立阻止用電文同士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。
【００３５】
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、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】
【００３６】
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１〜３）、解決課題の欄で述べた前提の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子を改良して、一時的な現示リレーの動作重複時には、車上装置に無視される無効電文でなく、車上装置が受理する有効な正常電文が、地上子から車上子へ送信されるので、速度照査パターンの更新が遅れることなく迅速に行われる。しかも、その改良は、電文記憶部の保持内容を改変することで具現化されているので、構成の複雑化や回路規模の増大とは無縁である。
【００３７】
また、一時的な現示リレーの動作重複時に送信される送信用電文は正常電文であってもそれと照合手段で比較される非送信電文は照合成立阻止用電文で両者は一致しないので、故障の検出能力が低下する訳ではない。このような一時的な現示リレーの動作重複に起因する不一致と、ケーブル混触などに起因する継続的な不一致は、不一致の連続の長短等にて簡便に切り分けられるからである。例えば既述した緩放リレーでの落下延伸手法の援用などで簡便に故障状態とそうでない過渡状態・遷移状態とが切り分けられる。
したがって、本発明によれば、電文記憶部ばかりか送信部や選択手段まで故障を検知しうる前提の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子の特徴である簡素な構成を損なうことなく簡便に、一時的な現示リレーの動作重複時にも速度照査パターンの上位更新ができる故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【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】電文選択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】（ａ），（ｂ）何れも信号波形のタイムチャートであり、（ａ）が正常時の動作例を示し、（ｂ）が混触故障時の動作例を示している。
【図６】（ａ）〜（ｄ）何れも列車走行状態の模式図であり、正常時の列車走行状態を時系列で示している。
【図７】本発明の実施例２について、三現示情報切替形の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子における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８】本発明の実施例３について、四現示情報切替形の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子における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９】本発明の実施例４について、四現示情報切替形の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子における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１０】本発明の実施例５について、五現示情報切替形の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子における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１１】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１２】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。
【図１３】（ａ）〜（ｄ）何れも信号波形のタイムチャートである。
【図１４】（ａ）〜（ｄ）何れも列車走行状態の模式図であり、課題の生じる列車走行状態を時系列で示している。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
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１〜５により説明する。
図１〜６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）を総て具現化したものであり、図７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）を具現化したものであり、図８に示した実施例３や、図９に示した実施例４、図１０に示した実施例５は、上述した解決手段１〜２（出願当初の請求項１〜２）を具現化したものであり、上述した解決手段３（出願当初の請求項３）については［その他］欄で具体的に述べている。
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】
【００４０】
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Ｇ，Ｙ，Ｒ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）がそのうちの一台の地上子４０のブロック図、（ｃ）が送信される電文フレームの構成図である。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、電文選択手段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。
【００４１】
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から信号機現示リレーＧＲ，ＹＲを入力して、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。
【００４２】
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からは電文選択手段３１や照合回路３５等の基本構成を踏襲しているが、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選択手段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。
【００４３】
電文選択手段４１は（図１（ｂ）参照）、リレー回路からなり信号機１３の現示リレーＧＲ，ＹＲの接点出力を中継リレーＧＰＲ，ＹＰＲで受けてその現示Ｇ，Ｙ，Ｒ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（図３参照）、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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。また、既述したＹＲリレー落下延伸による一時的な現示リレーＧＲ，ＹＲの動作重複時と、それら両リレー信号の伝送線が混触したときのような継続的な故障が発生したときには、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“Ｆ”を生成する（図では★印の付いた所を参照）。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継続的な異常状態と考えられるので、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。
【００４６】
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現示に対応した正常電文であるＧ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現示に対応した正常電文であるＹ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現示に対応した正常電文であるＲ電文を保持している。また、記憶領域“０Ｆ０”〜“０ＦＦ”にはＧ現示とＹ現示とのうち相対的に下位のＹ現示に対応した正常電文であるＹ電文を保持するが、記憶領域“１Ｆ０”〜“１ＦＦ”には照合成立阻止用電文“０…０”を保持している（図では★印の付いた所を参照）。
【００４７】
さらに、電文記憶部４３は、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。
Ｇ電文とＹ電文とＲ電文は、軌道１１上へ送信されて車上装置が正常受信すると受理されて列車停止制御に供される有効電文であり、照合成立阻止用電文“１…１”は、軌道１１上へ送信されて車上装置が受信してもＣＲＣエラーで受理されない無効電文であり、照合成立阻止用電文“０…０”は、Ｙ電文その他の正常電文と一致しないばかりか無効電文の照合成立阻止用電文“１…１”とも一致しない不一致電文である。
【００４８】
また、電文選択手段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との複数組の電文のうち、地上子４０が正常なときには継続的に読出対象となりうる正常電文同士の組については、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るものとなっている。
【００４９】
さらに、上記の送信用電文Ｍａと非送信用電文Ｍｃとの複数組の電文のうち、地上子４０が正常なときには一時的な読出対象となりうる電文組であって混触等の故障時には継続的な読出対象となりうる正常電文と照合成立阻止用電文との組については（図では★印の付いた所を参照）、正常電文の方は、一時的な現示リレーＧＲ，ＹＲの動作重複に含まれる複数の現示Ｇ，Ｙのうち相対的に下位のＹ現示に対応した情報を含んだＹ電文となっており、照合成立阻止用電文の方は、Ｙ電文と内容の異なる不一致電文となっている。また、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選択手段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が電文選択手段４１に組み込まれた形になっているが、選択回路４２を電文選択手段４１の前段や後段に付加した形になっていても良い。
【００５０】
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、継続的であれ一時的であれ正常時に読出対象となりうる送信用電文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同士の組“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選択手段４１の読出対象に選出したときには、電文記憶部４３から上記の照合成立阻止用電文同士の組“１…１”，“０…０”が読み出されるようになっている。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。
【００５１】
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。
【００５２】
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のリレー駆動信号Ｂに変換してリレーＮＲＭ１を駆動するようになっている。また、出力回路４６の出力するリレー駆動信号Ｂが照合回路４５での短時間不一致に起因して一時的に落下状態（０）になっただけでリレーＮＲＭ１が感応するような不都合を回避するため、リレー落下延伸用のＣＲ充放電回路１４ａがリレーＮＲＭ１の電磁コイルに並列接続されて、リレーＮＲＭ１が故障状態と過渡状態・遷移状態とを切り分ける緩放リレーになっている（図１（ｂ），図２参照）。充放電回路１４ａの時定数は、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設定されており、少なくとも、既述したＹＲリレー落下延伸に起因して生じる一時的な現示リレーの動作重複によるリレー駆動信号Ｂの一時落下にはリレーＮＲＭ１が感応しないようになっている。このような状態切り分けは出力回路４６で行うようにしても良いが、本例は、慣用されている緩放リレーにて状態切り分け機能を簡便に具現化したものとなっている。
【００５３】
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、電文選択手段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。
【００５４】
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、上述したように、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が不正な無効電文になっている。
【００５５】
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。図１は、（ａ）が複数の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子４０，４０ａ，４０ｂの設置状況図、（ｂ）が地上子４０のブロック図、（ｃ）が送信用電文ＭａとなりうるＧ電文とＹ電文とＲ電文と無効電文“１…１”のフレーム構成図である。また、図３は、電文選択手段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。
【００５６】
さらに、図５は、（ａ），（ｂ）何れも信号波形のタイムチャートであり、図６は、（ａ）〜（ｄ）何れも列車走行状態の模式図である。そのうち、図５（ａ）と図６は、正常時の地上子４０の動作例と列車１２の走行状態を示しており、図５（ｂ）は、混触故障時の地上子４０の動作例を示している。
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。
【００５７】
そして、随時、器具箱１４から信号機現示リレーＧＲ，ＹＲの信号がケーブルを介して地上子４０に送られ、地上子４０に異常が無ければ現示リレーＧＲ，ＹＲの動作／落下状態に基づいて信号機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が車上装置で生成され、それに基づいて列車１２の列車停止制御が行われる。
【００５８】
先ず、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）、電文選択手段４１に入力された信号機現示リレー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、信号機現示リレー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“１００”〜“１ＦＦ”から非送信用電文Ｍｃが読み出される（図４参照）。
【００５９】
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Ｇ電文（正常電文）になる。Ｙ現示やＲ現示の場合も同様に同じＹ電文や同じＲ電文になる。また、ＹＲリレー落下延伸にて一時的に現示リレーＧＲ，ＹＲの動作が重複したときには（図では★印の付いた所を参照）、送信用電文Ｍａの内容が、下位の正常電文であるＹ電文になる一方、それと組をなす非送信電文Ｍｃの内容は、不一致電文の照合成立阻止用電文“０…０”になる。さらに、リレーＧＰＲ，ＹＰＲに接点不良などの継続的な不具合がある場合には、送信用電文Ｍａの内容が無効電文の照合成立阻止用電文“１…１”になるとともに、その電文とはビット反転状態で異なっている不一致電文の照合成立阻止用電文“０…０”が非送信用電文Ｍｃの内容になる。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。
【００６０】
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Ｂ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。
【００６１】
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電文だけでなく無効電文の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同士の組“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。
【００６２】
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。
【００６３】
また、電文選択手段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。
【００６４】
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な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。
【００６５】
以上で信号機現示リレーＧＲ，ＹＲに応じたその時々の地上子４０の動作を詳述したので、次に、信号機現示が、最下位（危険状態・停止指示）のＲ現示から、中間の位（注意状態・徐行指示）のＹ現示を経て、最上位（安全状態・進行指示）のＧ現示へ、変化した場合について説明する。地上子４０も器具箱１４も両者間のケーブルも総て正常な場合（図５（ａ）参照）と、ケーブルに混触が発生していて現示リレーＧＲと現示リレーＹＲのうち何れか一方でも動作状態になると中継リレーＧＰＲ，ＹＰＲが共に動作状態になってしまう継続的な故障の場合（図５（ｂ）参照）について、以下、詳述する。
【００６６】
地上子４０等が正常な場合、信号機１３がＲ現示のときには、現示リレーＧＲ及び中継リレーＧＰＲも現示リレーＹＲ及び中継リレーＧＹＲも落下状態であり（図５（ａ）の左側部分を参照）、地上子４０では送信用電文ＭａがＲ電文で非送信電文ＭｃもＲ電文なのでリレー駆動信号Ｂが動作状態（１）になってリレーＮＲＭ１が動作状態を維持して正常であることを示し、列車１２の車上装置では速度照査パターンＰが確実な停止を確保しうるＰ（Ｒ）であり（図６（ａ）参照）、列車１２ではＲ現示を目視確認した運転士が列車速度Ｖを下げて列車１２を停止させる。
【００６７】
それから、信号機１３がＹ現示に上位変化すると（図６（ｂ）参照）、現示リレーＧＲ及び中継リレーＧＰＲは落下状態を維持するが現示リレーＹＲ及び中継リレーＧＹＲが動作状態になり（図５（ａ）の中央部分を参照）、地上子４０では送信用電文Ｍａも非送信電文Ｍｃも内容が切り替わるが何れもＹ電文になるのでリレー駆動信号Ｂは動作状態のままでリレーＮＲＭ１が動作状態を維持して正常であることを示し、列車１２ではＹ現示を目視確認した運転士が列車速度Ｖを上げて列車１２を信号機１３に向けて進行させ始めるが（図６（ｂ）参照，なお、信号機１３ａは信号機１３の一つ先の信号機である）、未だ地上子４０と列車１２の車上子とが結合する所まで列車１２が進行していない場合、速度照査パターンＰがＹ現示対応のＰ（Ｙ）に上位更新されないでＲ現示対応のＰ（Ｒ）のままであるが、列車速度Ｖが小さいうちは速度照査パターンＰに規制されることなく列車１２が加速しながら信号機１３に向かって進行する。
【００６８】
そして、列車１２が進行してその車上子が地上子４０と結合すると、車上装置の速度照査パターンＰがＹ現示対応のＰ（Ｙ）に上位更新される（図６（ｃ）参照，なお、信号機１３ｂは信号機１３の二つ先の信号機である）。解決課題の欄で既述したのと同様、地上子４０と列車１２の車上子とが結合する所まで列車が進行したときに、たまたま、信号機１３がＹ現示からＧ現示へ上位変化して、ＹＲリレー落下延伸の期間に入ってしまった場合でも（図５（ａ）において★印の付いた所を参照）、地上子４０から車上子へ向けて送信される電文Ｍａは有効に受信されるＹ電文になるため、速度照査パターンＰはＲ現示対応のＰ（Ｒ）からＹ現示対応のＰ（Ｙ）に上位更新される（図６（ｃ）参照）。このように速やかに速度照査パターンＰが上位更新されるので、Ｇ現示を目視確認した運転士が列車速度Ｖを速やかに上げる操作を行ったとしても、直ちに列車速度Ｖが速度照査パターンＰ（Ｒ）に規制される可能性はほとんどない。
【００６９】
また、ＹＲリレー落下延伸時に地上子４０では（図５（ａ）において★印の付いた所を参照）、現示リレーＧＲ及び中継リレーＧＰＲも現示リレーＹＲ及び中継リレーＧＹＲも動作状態になって、送信用電文Ｍａの内容が上述したように正常電文のＹ電文になるのに対し、非送信電文Ｍｃの内容は不一致電文の照合成立阻止用電文“０…０”になるので、リレー駆動信号Ｂが数百ｍｓほどの短時間だけ落下状態になるが、リレーＮＲＭ１はそれに応動しない緩放リレーなので動作状態を維持して正常であることを示し続ける。
【００７０】
そして、瞬く間にＹＲリレー落下延伸の期間が過ぎると（図５（ａ）の右側部分参照）、現示リレーＧＲ及び中継リレーＧＰＲは動作状態を維持するのに対し現示リレーＹＲ及び中継リレーＧＹＲが落下状態になり、地上子４０では送信用電文Ｍａも非送信電文Ｍｃも内容が切り替わるが何れもＧ電文になるのでリレー駆動信号Ｂは動作状態に戻りリレーＮＲＭ１が動作状態を維持して正常であることを示す。
【００７１】
一方、ケーブル等に混触が発生していて現示リレーＧＲと現示リレーＹＲのうち何れか一方でも動作状態になると中継リレーＧＰＲ，ＹＰＲが共に動作状態になってしまう継続的な故障の場合（図５（ｂ）参照）、信号機１３がＲ現示のときには、現示リレーＧＲ及び中継リレーＧＰＲも現示リレーＹＲ及び中継リレーＧＹＲも落下状態であり（図５（ｂ）の左側部分を参照）、地上子４０では送信用電文ＭａがＲ電文で非送信電文ＭｃもＲ電文なのでリレー駆動信号Ｂが動作状態になってリレーＮＲＭ１が動作状態を維持して正常であることを示すので、この現示状態では未だ混触故障が潜在化しているが、地上子４０から軌道１１上へ送信される電文がＲ電文なので列車運行の安全性は維持されている。
【００７２】
そして、信号機１３がＲ現示からＹ現示に上位変化すると（図５（ｂ）の左側から中央寄りの部分を参照）、現示リレーＧＲが落下状態を維持したまま現示リレーＹＲが動作状態になるが、混触のため地上子４０の中継リレーＧＰＲ，ＹＰＲはリレーＹＰＲばかりかリレーＧＰＲまで動作状態になる。そして、地上子４０では、送信用電文Ｍａも非送信電文Ｍｃも内容が切り替わり、送信用電文Ｍａの内容は有効電文のＹ電文になるが、非送信電文Ｍｃの内容は不一致電文の照合成立阻止用電文“０…０”になるので、リレー駆動信号Ｂが落下状態になる。この落下状態は、リレー落下延伸時のような一時的なものでなく、Ｙ現示がなされている間さらにはＧ現示になっても維持されるので、大抵、ＣＲ充放電回路１４ａで決まるリレーＮＲＭ１の落下時素より長く維持され、その落下時素の経過後にリレーＮＲＭ１が落下するので、故障状態が顕在化する。
【実施例２】
【００７３】
本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子の実施例２について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図７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。
この故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子が上述した実施例１のものと相違するのは、選択回路４２及び電文記憶部４３に係る場合分けに関し中継リレーＧＰＲ，ＹＰＲから採用される接点が二つずつから一つずつに減って場合の数が１６から４になった点である。
【００７４】
具体的には、選択回路４２では、現示リレーＧＲ，ＹＲのとりうる状態↑↓，↓↑，↓↓，↑↑に応じて、部分アドレス“２”，“１”，“０”，“３”を生成することで、Ｇ現示，Ｙ現示，Ｒ現示，重複／故障の四つに場合分けする。そのうち最初から三つは、継続的に正常な場合であり、最後の一つは（図では★印の付いた所を参照）、一時的な現示リレーＧＲ，ＹＲの動作重複時か混触等の故障の場合である。また、そのような部分アドレス生成に対応して、電文記憶部４３には、送信用電文Ｍａと非送信電文Ｍｃとの組データとして、Ｇ電文とＧ電文との組，Ｙ電文とＹ電文との組，Ｒ電文とＲ電文との組，Ｙ電文と不一致電文との組が記憶保持される。そのうち最初から三つは正常電文同士の組であり、最後の一つは（図では★印の付いた所を参照）、正常電文と照合成立阻止用電文との組であり、正常電文のＹ電文は、Ｇ現示より下位のＹ現示に対応している。
【００７５】
この場合、場合分けに中継リレーＧＰＲ，ＹＰＲから用いる接点の数が少なくなった分だけ、選択回路４２のリレーの不具合に対する検出能が弱くはなるが、他の故障検出能や動作等は、上述した実施例１の地上子４０と同様である。
【実施例３】
【００７６】
本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子の実施例３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８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。
【００７７】
この故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子は、四現示（Ｇ，ＹＧ，Ｙ，Ｒ）に適合したものであり、選択回路４２では、現示リレーＧＲ，ＹＧＲ，ＹＲのとりうる状態↑↓↓，↓↑↓，↓↓↑，↓↓↓，↑↑↓，↑↓↑，↓↑↑，↑↑↑に応じて、部分アドレス“４”，“２”，“１”，“０”，“６”，“５”，“３”，“７”を生成することで、Ｇ現示，ＹＧ現示，Ｙ現示，Ｒ現示，重複／故障，重複／故障，重複／故障，故障の八つに場合分けするようになっている。そのうち最初から四つは、継続的に正常な場合であり、それに続く中間の三つは（図では★印の付いた所を参照）、一時的な現示リレーＧＲ，ＹＧＲ，ＹＲの動作重複時か或いは混触等の故障の場合であり、最後の一つは故障の場合である。
【００７８】
また、そのような部分アドレス生成に対応して、電文記憶部４３には、送信用電文Ｍａと非送信電文Ｍｃとの組データとして、Ｇ電文とＧ電文との組，ＹＧ電文とＹＧ電文との組，Ｙ電文とＹ電文との組，Ｒ電文とＲ電文との組，ＹＧ電文と不一致電文との組，Ｙ電文と不一致電文との組，Ｙ電文と不一致電文との組，無効電文と不一致電文との組が記憶保持される。そのうち最初から四つは正常電文同士の組であり、それに続く中間の三つは（図では★印の付いた所を参照）、正常電文と照合成立阻止用電文との組であり、正常電文について、ＹＧ電文はＧ現示より下位のＹＧ現示に対応しており、Ｙ電文はＧ現示やＹＧ現示より下位のＹ現示に対応している。最後の一つは、照合成立阻止用電文同士の組である。
【実施例４】
【００７９】
本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子の実施例４について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図９は、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。
【００８０】
この故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子は、四現示（Ｇ，Ｙ，ＹＹ，Ｒ）に適合したものであり、選択回路４２では、現示リレーＧＲ，ＹＲ，ＹＹＲのとりうる状態↑↓↓，↓↑↓，↓↓↑，↓↓↓，↑↑↓，↑↓↑，↓↑↑，↑↑↑に応じて、部分アドレス“４”，“２”，“１”，“０”，“６”，“５”，“３”，“７”を生成することで、Ｇ現示，Ｙ現示，ＹＹ現示，Ｒ現示，重複／故障，重複／故障，重複／故障，故障の八つに場合分けするようになっている。そのうち最初から四つは、継続的に正常な場合であり、それに続く中間の三つは（図では★印の付いた所を参照）、一時的なＧＲ，ＹＲ，ＹＹＲの動作重複時か或いは混触等の故障の場合であり、最後の一つは故障の場合である。
【００８１】
また、そのような部分アドレス生成に対応して、電文記憶部４３には、送信用電文Ｍａと非送信電文Ｍｃとの組データとして、Ｇ電文とＧ電文との組，Ｙ電文とＹ電文との組，ＹＹ電文とＹＹ電文との組，Ｒ電文とＲ電文との組，Ｙ電文と不一致電文との組，ＹＹ電文と不一致電文との組，ＹＹ電文と不一致電文との組，無効電文と不一致電文との組が記憶保持されている。そのうち最初から四つは正常電文同士の組であり、それに続く中間の三つは（図では★印の付いた所を参照）、正常電文と照合成立阻止用電文との組であり、正常電文について、Ｙ電文はＧ現示より下位のＹ現示に対応しており、ＹＹ電文はＧ現示やＹ現示より下位のＹＹ現示に対応している。最後の一つは、照合成立阻止用電文同士の組である。
【実施例５】
【００８２】
本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子の実施例５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１０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。
【００８３】
この故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子は、五現示（Ｇ，ＹＧ，Ｙ，ＹＹ，Ｒ）に適合したものであり、選択回路４２では、現示リレーＧＲ，ＹＧＲ，ＹＲ，ＹＹＲのとりうる状態↑↓↓↓，↓↑↓↓，↓↓↑↓，↓↓↓↑，↓↓↓↓，↑↑↓↓，↓↑↑↓，↓↓↑↑，↑↓↑↓，↑↓↓↑，↓↑↓↑，↑↑↑↓，↑↑↓↑，↑↓↑↑，↓↑↑↑，↑↑↑↑に応じて、部分アドレス“８”，“４”，“２”，“１”，“０”，“Ｃ”，“６”，“３”，“Ａ”，“９”，“５”，“Ｅ”，“Ｄ”，“Ｂ”，“７”，“Ｆ”を生成することで、Ｇ現示，ＹＧ現示，Ｙ現示，ＹＹ現示，Ｒ現示，重複／故障，重複／故障，重複／故障，重複／故障，重複／故障，重複／故障，故障，故障，故障，故障，故障の十六に場合分けするようになっている。そのうち最初から五つは、継続的に正常な場合であり、それに続く中間の六つは（図では★印の付いた所を参照）、一時的なＧＲ，ＹＧＲ，ＹＲ，ＹＹＲの動作重複時か或いは混触等の故障の場合であり、最後の五つは故障の場合である。
【００８４】
また、そのような部分アドレス生成に対応して、電文記憶部４３には、送信用電文Ｍａと非送信電文Ｍｃとの組データとして、Ｇ電文とＧ電文との組，ＹＧ電文とＹＧ電文との組，Ｙ電文とＹ電文との組，ＹＹ電文とＹＹ電文との組，Ｒ電文とＲ電文との組，ＹＧ電文と不一致電文との組，Ｙ電文と不一致電文との組，ＹＹ電文と不一致電文との組，Ｙ電文と不一致電文との組，ＹＹ電文と不一致電文との組，ＹＹ電文と不一致電文との組，無効電文と不一致電文との組，無効電文と不一致電文との組，無効電文と不一致電文との組，無効電文と不一致電文との組，無効電文と不一致電文との組が記憶保持されている。そのうち最初から五つは正常電文同士の組であり、それに続く中間の六つは（図では★印の付いた所を参照）、正常電文と照合成立阻止用電文との組であり、正常電文について、ＹＧ電文はＧ現示より下位のＹＧ現示に対応しており、Ｙ電文はＧ現示やＹＧ現示より下位のＹ現示に対応しており、ＹＹ電文はＧ現示やＹＧ現示さらにはＹ現示より下位のＹＹ現示に対応している。最後の一つは、照合成立阻止用電文同士の組である。
【００８５】
［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。
【００８６】
また、上記実施例３〜５では、選択回路４２及び電文記憶部４３に係る場合分けに関して、各中継リレーから採用される接点が一つずつであったが、上記実施例１に準じて各中継リレーから二つずつ接点を採用しても良い。さらに、上記実施例１〜５について、各中継リレーから三つ以上の接点を場合分けに用いるようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子は、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】
【００８８】
１１…軌道（鉄道線路）、１２…列車（車上装置）、１３…信号機、
１４…器具箱、１４ａ…ＣＲ充放電回路（落下時素，リレー落下延伸回路）
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…電文選択手段（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…電文選択手段（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
【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１１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１１（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から信号機現示リレー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１１（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、信号機現示リレー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１１（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１２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１２（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１２（ａ）では地上子３０，３０ａ，３０ｂを例示）、器具箱１４から直接に信号機現示リレー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、信号機現示リレー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１２（ｂ）参照）、信号機現示リレー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１２（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選択手段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，Ｍｃ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、電文選択手段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リレーＧＲ，ＹＲのうちＧ現示リレーＧＲを中継リレーＧＰＲで受けるとともにＹ現示リレーＹＲを中継リレー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。
【００１６】
ここで（図１３参照）、器具箱１４から出力される信号機現示リレーＧＲ，ＹＲが、最下位（危険状態・停止指示）のＲ現示から、中間の位（注意状態・徐行指示）のＹ現示を経て、最上位（安全状態・進行指示）のＧ現示へ、変化する場合について、信号波形を参照して説明する。この場合、理想的には（図１３（ａ）参照）、Ｇ現示のリレーＧＲとＹ現示のリレーＹＲが共に落下状態から始まり、現示リレーＹＲだけが動作状態になって、その後で現示リレーＧＲが動作状態になると同時に現示リレーＹＲが落下状態になるのが望ましい。しかし、リレーの切替タイミングには無視できない不確定性・バラツキがあるため（図１３（ｂ）の破線部分を参照）、現示リレーＹＲの落下が早まるとともに現示リレーＧＲの動作が遅れたときには（図１３（ｃ）参照）、瞬時とは言え不所望なＲ電文（Ｒ現示対応の電文）が選択されてしまう。
【００１７】
そこで（図１３（ｄ）参照）、そのような不都合を回避するために、現実の信号機現示リレーＧＲ，ＹＲのうち相対的に下位の方のＹ現示リレーＹＲについては、例えば落下時素の付いた緩放リレーの採用などによって、ＹＲリレー落下延伸の機能が付加されており、現示リレーＹＲの落下タイミングが数百ｍｓほど遅れるようになっている。そのため、Ｙ現示からＧ現示への状態遷移時に数百ｍｓ程度の一瞬ではあるが現示リレーＧＲ，ＹＲが共に動作状態になる時期が存在し、そのように複数の現示リレーＧＲ，ＹＲの動作が重複したときに地上子３０で電文の読出が行われると、電文記憶部３３からＧ電文とＹ電文が同時に読み出されて、それら両電文をビット毎に論理和演算したものが送信用電文Ｍａになる。もっとも、このような送信用電文Ｍａは、有効でなく、公知慣用の冗長符号チェック、具体的にはＣＲＣ検定にてエラーとされる無効なＸ電文なので（図１３（ｄ）では★印の付いた所を参照）、車上装置で受理されることなく無視される。そのため、一時的な現示リレーＧＲ，ＹＲの動作重複時はもちろんのこと、例えケーブル混触などでリレーＧＰＲ，ＹＰＲが共に動作状態になり続けたとしても、十分な安全性が確保されている（例えば非特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【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（特許第３３４５１７９号）
【特許文献３】特開２００１−１９９３３５号公報
【特許文献４】特願２０１１−００８２９９号
【非特許文献】
【００１９】
【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
【非特許文献４】宮地正和著「ケーブル混触時のＡＴＳ−Ｐｓの安全性」４−３９０〜４−３９１頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
上述したように、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。
【００２１】
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。
【００２２】
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を生成する電文選択手段と、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選択手段と、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、直截的で簡便な解決策と考えられる。
【００２３】
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、まだ煩雑であることから、更に工夫がなされ、その結果、電文記憶部ばかりか送信部や選択手段まで故障を検知しうる故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子であって、より簡素な構成のものが案出されている。
これは（特許文献４参照）、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選択手段と、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。
【００２４】
しかも、この故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子にあっては、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選択手段の読出対象にする選択手段が前記電文選択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。
【００２５】
そして、このような故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子にあっては、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。
【００２６】
また、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。
【００２７】
もっとも、このような改良によって故障検出能力が向上したとしても、Ｙ現示からＧ現示へ信号の現示がアップする際にＹＲリレー落下延伸に起因して信号機現示リレーＧＲ，ＹＲが共に動作状態になったとき地上子が無効な電文（図１３（ｄ）において★印の付いたＸ電文を参照）を送信することまで防止されるようになったわけではない。そのような無効電文は車上装置に無視され安全性の確保を損なうものでないことは上述したところであるが、Ｙ現示からＧ現示といった上位変化時に、地上子と車上子とが結合する所まで列車が進行しているにもかかわらず、例え短時間であっても信号機現示情報の伝達が遅れると、その分だけ車上装置における速度照査パターンＰの上位更新も遅れ、それに起因して稀にではあるが、速度照査パターンＰの速度を自列車速度Ｖが超過してブレーキが作動することがある。
【００２８】
詳述すると（図１４参照）、信号機１３がＲ現示のときには（図１４（ａ）参照）、車上装置の速度照査パターンＰが確実な停止を確保しうる規制のものＰ（Ｒ）であり、Ｒ現示を目視確認した運転士が列車速度Ｖを下げて列車１２を停止させる。それから、信号機１３がＹ現示に上位変化すると（図１４（ｂ）参照，なお、信号機１３ａは信号機１３の一つ先の信号機である）、Ｙ現示を目視確認した運転士が列車速度Ｖを上げて列車１２を信号機１３に向けて進行させ始めるので、同時に速度照査パターンＰが注意進行を課すＹ現示対応のＰ（Ｙ）に上位更新されるのが望ましいが、未だ地上子３０と列車１２の車上子とが結合する所まで列車が進行していない場合、速度照査パターンＰはＲ現示対応のＰ（Ｒ）のままであり、列車速度Ｖが小さいうちは速度照査パターンＰに規制されることなく列車１２が加速しながら信号機１３に向かって進行する。
【００２９】
そして（図１４（ｃ）参照）、地上子３０と列車１２の車上子とが結合する所まで列車が進行したときに、たまたま、信号機１３がＹ現示からＧ現示へ上位変化して、ＹＲリレー落下延伸の期間に入ってしまうと、地上子３０から車上子へ向けて送信される電文が無効なＸ電文になるため、速度照査パターンＰは全く更新されずＲ現示対応のＰ（Ｒ）のままであり続ける。これに対し、Ｇ現示を目視確認した運転士は列車速度Ｖを速やかに上げる操作を行うので、列車速度ＶがＲ現示対応の速度照査パターンＰ（Ｒ）に規制されて、列車１２に自動ブレーキが掛けられることがある（図１４（ｄ）参照，なお、信号機１３ｂは信号機１３の二つ先の信号機である）。この場合、運転士は、目視で確認したＧ現示に反する規制が掛けられるので、違和感を感じる。
【００３０】
上述した三現示より現示数の多い四現示や五現示などでは、上述したＹＲリレー落下延伸と同様のリレー落下延伸が、現示リレーの割り当ての無い最下位のＲ現示から上位現示への変化を除き、相対的に下位の現示から相対的に上位の現示へ変化するときには、下位の方のリレー信号について適用されるようになっている。そして、信号機の現示が下位から上位へ上がったときに地上子と車上子とが未だ結合せず、更に信号機の現示がより上位へ上がったときに地上子と車上子とが結合して、その結合開始タイミングがリレー落下延伸の期間に入り、速度照査パターン更新無しのまま加速して、速度照査パターンの規制を受けたときだけ、運転士が想定外の違和感を感じることになるのであるが、信号機の現示が下位から上位へ二段階以上も上がっているだけに違和感が大きい。そこで、複数の現示リレーについて動作状態が重複したときに、何れか一の現示を優先的に採用してでも、無効にならない有効な電文を送信させるようにして、速度照査パターンを速やかに更新させることが考えられる。
【００３１】
例えば、電文記憶部から読出対象を選択する手段をリレー回路にて論理演算する構成として、現示リレーＧＲ，ＹＲが共に動作状態になったときにはＧ現示に対応したＧ電文が選択されるようにすることで、信号現示の遷移状態・過渡状態で複数の現示ＧＲ，ＹＲが同時に動作状態になったときに地上子からの送信電文が車上で破棄されるという事態を簡便に回避することができる（例えば特許文献２段落００２０及び図２参照）。
しかしながら、この手法は、電文読出以前に対象を絞り込むので、信号機現示に係るリレー状態の場合分けの数が少なくなるため、故障態様の切り分けが粗くなって、ケーブル等の混触や電文記憶部周りの選択手段の不具合まで含めた故障について不所望な検知能力の低下を招来しやすいので、故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子には採用しづらい。
【００３２】
そこで、電文記憶部ばかりか送信部や選択手段まで故障を検知しうる上述の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子（特許文献４参照）を前提として、簡素な構成を損なうことなく簡便に、一時的な現示リレーの動作重複時にも車上装置で速度照査パターンの上位更新ができるように地上子を改良することが、技術的な課題となる。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
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、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選択手段と、読み出した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た故障検知機能付き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、その複数組の電文には，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いる正常電文同士の組と，一時的な現示リレーの動作重複に含まれる複数の現示のうち相対的に下位の現示に対応した情報を含んだ正常電文とそれとは内容の異なる照合成立阻止用電文との組とが含まれており、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選択手段の読出対象にする選択手段が前記電文選択手段に組み込んで又は付加して設けられていることを特徴とする。
【００３４】
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、組内同士で内容が異なるうえ何れの電文も前記信号機の現示に対応しない照合成立阻止用電文同士の組も前記電文記憶部が保持しており、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の照合成立阻止用電文同士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。
【００３５】
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、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】
【００３６】
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１〜３）、解決課題の欄で述べた前提の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子を改良して、一時的な現示リレーの動作重複時には、車上装置に無視される無効電文でなく、車上装置が受理する有効な正常電文が、地上子から車上子へ送信されるので、速度照査パターンの更新が遅れることなく迅速に行われる。しかも、その改良は、電文記憶部の保持内容を改変することで具現化されているので、構成の複雑化や回路規模の増大とは無縁である。
【００３７】
また、一時的な現示リレーの動作重複時に送信される送信用電文は正常電文であってもそれと照合手段で比較される非送信電文は照合成立阻止用電文で両者は一致しないので、故障の検出能力が低下する訳ではない。このような一時的な現示リレーの動作重複に起因する不一致と、ケーブル混触などに起因する継続的な不一致は、不一致の連続の長短等にて簡便に切り分けられるからである。例えば既述した緩放リレーでの落下延伸手法の援用などで簡便に故障状態とそうでない過渡状態・遷移状態とが切り分けられる。
したがって、本発明によれば、電文記憶部ばかりか送信部や選択手段まで故障を検知しうる前提の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子の特徴である簡素な構成を損なうことなく簡便に、一時的な現示リレーの動作重複時にも速度照査パターンの上位更新ができる故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【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】電文選択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】（ａ），（ｂ）何れも信号波形のタイムチャートであり、（ａ）が正常時の動作例を示し、（ｂ）が混触故障時の動作例を示している。
【図６】（ａ）〜（ｄ）何れも列車走行状態の模式図であり、正常時の列車走行状態を時系列で示している。
【図７】本発明の実施例２について、三現示情報切替形の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子における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８】本発明の実施例３について、四現示情報切替形の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子における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９】本発明の実施例４について、四現示情報切替形の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子における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１０】本発明の実施例５について、五現示情報切替形の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子における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１１】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１２】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。
【図１３】（ａ）〜（ｄ）何れも信号波形のタイムチャートである。
【図１４】（ａ）〜（ｄ）何れも列車走行状態の模式図であり、課題の生じる列車走行状態を時系列で示している。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
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１〜５により説明する。
図１〜６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）を総て具現化したものであり、図７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）を具現化したものであり、図８に示した実施例３や、図９に示した実施例４、図１０に示した実施例５は、上述した解決手段１〜２（出願当初の請求項１〜２）を具現化したものであり、上述した解決手段３（出願当初の請求項３）については［その他］欄で具体的に述べている。
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】
【００４０】
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Ｇ，Ｙ，Ｒ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）がそのうちの一台の地上子４０のブロック図、（ｃ）が送信される電文フレームの構成図である。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、電文選択手段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。
【００４１】
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から信号機現示リレーＧＲ，ＹＲを入力して、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。
【００４２】
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からは電文選択手段３１や照合回路３５等の基本構成を踏襲しているが、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選択手段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。
【００４３】
電文選択手段４１は（図１（ｂ）参照）、リレー回路からなり信号機１３の現示リレーＧＲ，ＹＲの接点出力を中継リレーＧＰＲ，ＹＰＲで受けてその現示Ｇ，Ｙ，Ｒ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（図３参照）、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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。また、既述したＹＲリレー落下延伸による一時的な現示リレーＧＲ，ＹＲの動作重複時と、それら両リレー信号の伝送線が混触したときのような継続的な故障が発生したときには、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“Ｆ”を生成する（図では★印の付いた所を参照）。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継続的な異常状態と考えられるので、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。
【００４６】
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現示に対応した正常電文であるＧ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現示に対応した正常電文であるＹ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現示に対応した正常電文であるＲ電文を保持している。また、記憶領域“０Ｆ０”〜“０ＦＦ”にはＧ現示とＹ現示とのうち相対的に下位のＹ現示に対応した正常電文であるＹ電文を保持するが、記憶領域“１Ｆ０”〜“１ＦＦ”には照合成立阻止用電文“０…０”を保持している（図では★印の付いた所を参照）。
【００４７】
さらに、電文記憶部４３は、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。
Ｇ電文とＹ電文とＲ電文は、軌道１１上へ送信されて車上装置が正常受信すると受理されて列車停止制御に供される有効電文であり、照合成立阻止用電文“１…１”は、軌道１１上へ送信されて車上装置が受信してもＣＲＣエラーで受理されない無効電文であり、照合成立阻止用電文“０…０”は、Ｙ電文その他の正常電文と一致しないばかりか無効電文の照合成立阻止用電文“１…１”とも一致しない不一致電文である。
【００４８】
また、電文選択手段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との複数組の電文のうち、地上子４０が正常なときには継続的に読出対象となりうる正常電文同士の組については、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るものとなっている。
【００４９】
さらに、上記の送信用電文Ｍａと非送信用電文Ｍｃとの複数組の電文のうち、地上子４０が正常なときには一時的な読出対象となりうる電文組であって混触等の故障時には継続的な読出対象となりうる正常電文と照合成立阻止用電文との組については（図では★印の付いた所を参照）、正常電文の方は、一時的な現示リレーＧＲ，ＹＲの動作重複に含まれる複数の現示Ｇ，Ｙのうち相対的に下位のＹ現示に対応した情報を含んだＹ電文となっており、照合成立阻止用電文の方は、Ｙ電文と内容の異なる不一致電文となっている。また、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選択手段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が電文選択手段４１に組み込まれた形になっているが、選択回路４２を電文選択手段４１の前段や後段に付加した形になっていても良い。
【００５０】
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、継続的であれ一時的であれ正常時に読出対象となりうる送信用電文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同士の組“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選択手段４１の読出対象に選出したときには、電文記憶部４３から上記の照合成立阻止用電文同士の組“１…１”，“０…０”が読み出されるようになっている。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。
【００５１】
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。
【００５２】
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のリレー駆動信号Ｂに変換してリレーＮＲＭ１を駆動するようになっている。また、出力回路４６の出力するリレー駆動信号Ｂが照合回路４５での短時間不一致に起因して一時的に落下状態（０）になっただけでリレーＮＲＭ１が感応するような不都合を回避するため、リレー落下延伸用のＣＲ充放電回路１４ａがリレーＮＲＭ１の電磁コイルに並列接続されて、リレーＮＲＭ１が故障状態と過渡状態・遷移状態とを切り分ける緩放リレーになっている（図１（ｂ），図２参照）。充放電回路１４ａの時定数は、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設定されており、少なくとも、既述したＹＲリレー落下延伸に起因して生じる一時的な現示リレーの動作重複によるリレー駆動信号Ｂの一時落下にはリレーＮＲＭ１が感応しないようになっている。このような状態切り分けは出力回路４６で行うようにしても良いが、本例は、慣用されている緩放リレーにて状態切り分け機能を簡便に具現化したものとなっている。
【００５３】
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、電文選択手段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。
【００５４】
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、上述したように、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が不正な無効電文になっている。
【００５５】
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。図１は、（ａ）が複数の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子４０，４０ａ，４０ｂの設置状況図、（ｂ）が地上子４０のブロック図、（ｃ）が送信用電文ＭａとなりうるＧ電文とＹ電文とＲ電文と無効電文“１…１”のフレーム構成図である。また、図３は、電文選択手段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。
【００５６】
さらに、図５は、（ａ），（ｂ）何れも信号波形のタイムチャートであり、図６は、（ａ）〜（ｄ）何れも列車走行状態の模式図である。そのうち、図５（ａ）と図６は、正常時の地上子４０の動作例と列車１２の走行状態を示しており、図５（ｂ）は、混触故障時の地上子４０の動作例を示している。
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。
【００５７】
そして、随時、器具箱１４から信号機現示リレーＧＲ，ＹＲの信号がケーブルを介して地上子４０に送られ、地上子４０に異常が無ければ現示リレーＧＲ，ＹＲの動作／落下状態に基づいて信号機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が車上装置で生成され、それに基づいて列車１２の列車停止制御が行われる。
【００５８】
先ず、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）、電文選択手段４１に入力された信号機現示リレー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、信号機現示リレー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“１００”〜“１ＦＦ”から非送信用電文Ｍｃが読み出される（図４参照）。
【００５９】
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Ｇ電文（正常電文）になる。Ｙ現示やＲ現示の場合も同様に同じＹ電文や同じＲ電文になる。また、ＹＲリレー落下延伸にて一時的に現示リレーＧＲ，ＹＲの動作が重複したときには（図では★印の付いた所を参照）、送信用電文Ｍａの内容が、下位の正常電文であるＹ電文になる一方、それと組をなす非送信電文Ｍｃの内容は、不一致電文の照合成立阻止用電文“０…０”になる。さらに、リレーＧＰＲ，ＹＰＲに接点不良などの継続的な不具合がある場合には、送信用電文Ｍａの内容が無効電文の照合成立阻止用電文“１…１”になるとともに、その電文とはビット反転状態で異なっている不一致電文の照合成立阻止用電文“０…０”が非送信用電文Ｍｃの内容になる。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。
【００６０】
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Ｂ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。
【００６１】
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電文だけでなく無効電文の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同士の組“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。
【００６２】
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。
【００６３】
また、電文選択手段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。
【００６４】
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な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。
【００６５】
以上で信号機現示リレーＧＲ，ＹＲに応じたその時々の地上子４０の動作を詳述したので、次に、信号機現示が、最下位（危険状態・停止指示）のＲ現示から、中間の位（注意状態・徐行指示）のＹ現示を経て、最上位（安全状態・進行指示）のＧ現示へ、変化した場合について説明する。地上子４０も器具箱１４も両者間のケーブルも総て正常な場合（図５（ａ）参照）と、ケーブルに混触が発生していて現示リレーＧＲと現示リレーＹＲのうち何れか一方でも動作状態になると中継リレーＧＰＲ，ＹＰＲが共に動作状態になってしまう継続的な故障の場合（図５（ｂ）参照）について、以下、詳述する。
【００６６】
地上子４０等が正常な場合、信号機１３がＲ現示のときには、現示リレーＧＲ及び中継リレーＧＰＲも現示リレーＹＲ及び中継リレーＧＹＲも落下状態であり（図５（ａ）の左側部分を参照）、地上子４０では送信用電文ＭａがＲ電文で非送信電文ＭｃもＲ電文なのでリレー駆動信号Ｂが動作状態（１）になってリレーＮＲＭ１が動作状態を維持して正常であることを示し、列車１２の車上装置では速度照査パターンＰが確実な停止を確保しうるＰ（Ｒ）であり（図６（ａ）参照）、列車１２ではＲ現示を目視確認した運転士が列車速度Ｖを下げて列車１２を停止させる。
【００６７】
それから、信号機１３がＹ現示に上位変化すると（図６（ｂ）参照）、現示リレーＧＲ及び中継リレーＧＰＲは落下状態を維持するが現示リレーＹＲ及び中継リレーＧＹＲが動作状態になり（図５（ａ）の中央部分を参照）、地上子４０では送信用電文Ｍａも非送信電文Ｍｃも内容が切り替わるが何れもＹ電文になるのでリレー駆動信号Ｂは動作状態のままでリレーＮＲＭ１が動作状態を維持して正常であることを示し、列車１２ではＹ現示を目視確認した運転士が列車速度Ｖを上げて列車１２を信号機１３に向けて進行させ始めるが（図６（ｂ）参照，なお、信号機１３ａは信号機１３の一つ先の信号機である）、未だ地上子４０と列車１２の車上子とが結合する所まで列車１２が進行していない場合、速度照査パターンＰがＹ現示対応のＰ（Ｙ）に上位更新されないでＲ現示対応のＰ（Ｒ）のままであるが、列車速度Ｖが小さいうちは速度照査パターンＰに規制されることなく列車１２が加速しながら信号機１３に向かって進行する。
【００６８】
そして、列車１２が進行してその車上子が地上子４０と結合すると、車上装置の速度照査パターンＰがＹ現示対応のＰ（Ｙ）に上位更新される（図６（ｃ）参照，なお、信号機１３ｂは信号機１３の二つ先の信号機である）。解決課題の欄で既述したのと同様、地上子４０と列車１２の車上子とが結合する所まで列車が進行したときに、たまたま、信号機１３がＹ現示からＧ現示へ上位変化して、ＹＲリレー落下延伸の期間に入ってしまった場合でも（図５（ａ）において★印の付いた所を参照）、地上子４０から車上子へ向けて送信される電文Ｍａは有効に受信されるＹ電文になるため、速度照査パターンＰはＲ現示対応のＰ（Ｒ）からＹ現示対応のＰ（Ｙ）に上位更新される（図６（ｃ）参照）。このように速やかに速度照査パターンＰが上位更新されるので、Ｇ現示を目視確認した運転士が列車速度Ｖを速やかに上げる操作を行ったとしても、直ちに列車速度Ｖが速度照査パターンＰ（Ｒ）に規制される可能性はほとんどない。
【００６９】
また、ＹＲリレー落下延伸時に地上子４０では（図５（ａ）において★印の付いた所を参照）、現示リレーＧＲ及び中継リレーＧＰＲも現示リレーＹＲ及び中継リレーＧＹＲも動作状態になって、送信用電文Ｍａの内容が上述したように正常電文のＹ電文になるのに対し、非送信電文Ｍｃの内容は不一致電文の照合成立阻止用電文“０…０”になるので、リレー駆動信号Ｂが数百ｍｓほどの短時間だけ落下状態になるが、リレーＮＲＭ１はそれに応動しない緩放リレーなので動作状態を維持して正常であることを示し続ける。
【００７０】
そして、瞬く間にＹＲリレー落下延伸の期間が過ぎると（図５（ａ）の右側部分参照）、現示リレーＧＲ及び中継リレーＧＰＲは動作状態を維持するのに対し現示リレーＹＲ及び中継リレーＧＹＲが落下状態になり、地上子４０では送信用電文Ｍａも非送信電文Ｍｃも内容が切り替わるが何れもＧ電文になるのでリレー駆動信号Ｂは動作状態に戻りリレーＮＲＭ１が動作状態を維持して正常であることを示す。
【００７１】
一方、ケーブル等に混触が発生していて現示リレーＧＲと現示リレーＹＲのうち何れか一方でも動作状態になると中継リレーＧＰＲ，ＹＰＲが共に動作状態になってしまう継続的な故障の場合（図５（ｂ）参照）、信号機１３がＲ現示のときには、現示リレーＧＲ及び中継リレーＧＰＲも現示リレーＹＲ及び中継リレーＧＹＲも落下状態であり（図５（ｂ）の左側部分を参照）、地上子４０では送信用電文ＭａがＲ電文で非送信電文ＭｃもＲ電文なのでリレー駆動信号Ｂが動作状態になってリレーＮＲＭ１が動作状態を維持して正常であることを示すので、この現示状態では未だ混触故障が潜在化しているが、地上子４０から軌道１１上へ送信される電文がＲ電文なので列車運行の安全性は維持されている。
【００７２】
そして、信号機１３がＲ現示からＹ現示に上位変化すると（図５（ｂ）の左側から中央寄りの部分を参照）、現示リレーＧＲが落下状態を維持したまま現示リレーＹＲが動作状態になるが、混触のため地上子４０の中継リレーＧＰＲ，ＹＰＲはリレーＹＰＲばかりかリレーＧＰＲまで動作状態になる。そして、地上子４０では、送信用電文Ｍａも非送信電文Ｍｃも内容が切り替わり、送信用電文Ｍａの内容は有効電文のＹ電文になるが、非送信電文Ｍｃの内容は不一致電文の照合成立阻止用電文“０…０”になるので、リレー駆動信号Ｂが落下状態になる。この落下状態は、リレー落下延伸時のような一時的なものでなく、Ｙ現示がなされている間さらにはＧ現示になっても維持されるので、大抵、ＣＲ充放電回路１４ａで決まるリレーＮＲＭ１の落下時素より長く維持され、その落下時素の経過後にリレーＮＲＭ１が落下するので、故障状態が顕在化する。
【実施例２】
【００７３】
本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子の実施例２について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図７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。
この故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子が上述した実施例１のものと相違するのは、選択回路４２及び電文記憶部４３に係る場合分けに関し中継リレーＧＰＲ，ＹＰＲから採用される接点が二つずつから一つずつに減って場合の数が１６から４になった点である。
【００７４】
具体的には、選択回路４２では、現示リレーＧＲ，ＹＲのとりうる状態↑↓，↓↑，↓↓，↑↑に応じて、部分アドレス“２”，“１”，“０”，“３”を生成することで、Ｇ現示，Ｙ現示，Ｒ現示，重複／故障の四つに場合分けする。そのうち最初から三つは、継続的に正常な場合であり、最後の一つは（図では★印の付いた所を参照）、一時的な現示リレーＧＲ，ＹＲの動作重複時か混触等の故障の場合である。また、そのような部分アドレス生成に対応して、電文記憶部４３には、送信用電文Ｍａと非送信電文Ｍｃとの組データとして、Ｇ電文とＧ電文との組，Ｙ電文とＹ電文との組，Ｒ電文とＲ電文との組，Ｙ電文と不一致電文との組が記憶保持される。そのうち最初から三つは正常電文同士の組であり、最後の一つは（図では★印の付いた所を参照）、正常電文と照合成立阻止用電文との組であり、正常電文のＹ電文は、Ｇ現示より下位のＹ現示に対応している。
【００７５】
この場合、場合分けに中継リレーＧＰＲ，ＹＰＲから用いる接点の数が少なくなった分だけ、選択回路４２のリレーの不具合に対する検出能が弱くはなるが、他の故障検出能や動作等は、上述した実施例１の地上子４０と同様である。
【実施例３】
【００７６】
本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子の実施例３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８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。
【００７７】
この故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子は、四現示（Ｇ，ＹＧ，Ｙ，Ｒ）に適合したものであり、選択回路４２では、現示リレーＧＲ，ＹＧＲ，ＹＲのとりうる状態↑↓↓，↓↑↓，↓↓↑，↓↓↓，↑↑↓，↑↓↑，↓↑↑，↑↑↑に応じて、部分アドレス“４”，“２”，“１”，“０”，“６”，“５”，“３”，“７”を生成することで、Ｇ現示，ＹＧ現示，Ｙ現示，Ｒ現示，重複／故障，重複／故障，重複／故障，故障の八つに場合分けするようになっている。そのうち最初から四つは、継続的に正常な場合であり、それに続く中間の三つは（図では★印の付いた所を参照）、一時的な現示リレーＧＲ，ＹＧＲ，ＹＲの動作重複時か或いは混触等の故障の場合であり、最後の一つは故障の場合である。
【００７８】
また、そのような部分アドレス生成に対応して、電文記憶部４３には、送信用電文Ｍａと非送信電文Ｍｃとの組データとして、Ｇ電文とＧ電文との組，ＹＧ電文とＹＧ電文との組，Ｙ電文とＹ電文との組，Ｒ電文とＲ電文との組，ＹＧ電文と不一致電文との組，Ｙ電文と不一致電文との組，Ｙ電文と不一致電文との組，無効電文と不一致電文との組が記憶保持される。そのうち最初から四つは正常電文同士の組であり、それに続く中間の三つは（図では★印の付いた所を参照）、正常電文と照合成立阻止用電文との組であり、正常電文について、ＹＧ電文はＧ現示より下位のＹＧ現示に対応しており、Ｙ電文はＧ現示やＹＧ現示より下位のＹ現示に対応している。最後の一つは、照合成立阻止用電文同士の組である。
【実施例４】
【００７９】
本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子の実施例４について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図９は、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。
【００８０】
この故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子は、四現示（Ｇ，Ｙ，ＹＹ，Ｒ）に適合したものであり、選択回路４２では、現示リレーＧＲ，ＹＲ，ＹＹＲのとりうる状態↑↓↓，↓↑↓，↓↓↑，↓↓↓，↑↑↓，↑↓↑，↓↑↑，↑↑↑に応じて、部分アドレス“４”，“２”，“１”，“０”，“６”，“５”，“３”，“７”を生成することで、Ｇ現示，Ｙ現示，ＹＹ現示，Ｒ現示，重複／故障，重複／故障，重複／故障，故障の八つに場合分けするようになっている。そのうち最初から四つは、継続的に正常な場合であり、それに続く中間の三つは（図では★印の付いた所を参照）、一時的なＧＲ，ＹＲ，ＹＹＲの動作重複時か或いは混触等の故障の場合であり、最後の一つは故障の場合である。
【００８１】
また、そのような部分アドレス生成に対応して、電文記憶部４３には、送信用電文Ｍａと非送信電文Ｍｃとの組データとして、Ｇ電文とＧ電文との組，Ｙ電文とＹ電文との組，ＹＹ電文とＹＹ電文との組，Ｒ電文とＲ電文との組，Ｙ電文と不一致電文との組，ＹＹ電文と不一致電文との組，ＹＹ電文と不一致電文との組，無効電文と不一致電文との組が記憶保持されている。そのうち最初から四つは正常電文同士の組であり、それに続く中間の三つは（図では★印の付いた所を参照）、正常電文と照合成立阻止用電文との組であり、正常電文について、Ｙ電文はＧ現示より下位のＹ現示に対応しており、ＹＹ電文はＧ現示やＹ現示より下位のＹＹ現示に対応している。最後の一つは、照合成立阻止用電文同士の組である。
【実施例５】
【００８２】
本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子の実施例５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１０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。
【００８３】
この故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子は、五現示（Ｇ，ＹＧ，Ｙ，ＹＹ，Ｒ）に適合したものであり、選択回路４２では、現示リレーＧＲ，ＹＧＲ，ＹＲ，ＹＹＲのとりうる状態↑↓↓↓，↓↑↓↓，↓↓↑↓，↓↓↓↑，↓↓↓↓，↑↑↓↓，↓↑↑↓，↓↓↑↑，↑↓↑↓，↑↓↓↑，↓↑↓↑，↑↑↑↓，↑↑↓↑，↑↓↑↑，↓↑↑↑，↑↑↑↑に応じて、部分アドレス“８”，“４”，“２”，“１”，“０”，“Ｃ”，“６”，“３”，“Ａ”，“９”，“５”，“Ｅ”，“Ｄ”，“Ｂ”，“７”，“Ｆ”を生成することで、Ｇ現示，ＹＧ現示，Ｙ現示，ＹＹ現示，Ｒ現示，重複／故障，重複／故障，重複／故障，重複／故障，重複／故障，重複／故障，故障，故障，故障，故障，故障の十六に場合分けするようになっている。そのうち最初から五つは、継続的に正常な場合であり、それに続く中間の六つは（図では★印の付いた所を参照）、一時的なＧＲ，ＹＧＲ，ＹＲ，ＹＹＲの動作重複時か或いは混触等の故障の場合であり、最後の五つは故障の場合である。
【００８４】
また、そのような部分アドレス生成に対応して、電文記憶部４３には、送信用電文Ｍａと非送信電文Ｍｃとの組データとして、Ｇ電文とＧ電文との組，ＹＧ電文とＹＧ電文との組，Ｙ電文とＹ電文との組，ＹＹ電文とＹＹ電文との組，Ｒ電文とＲ電文との組，ＹＧ電文と不一致電文との組，Ｙ電文と不一致電文との組，ＹＹ電文と不一致電文との組，Ｙ電文と不一致電文との組，ＹＹ電文と不一致電文との組，ＹＹ電文と不一致電文との組，無効電文と不一致電文との組，無効電文と不一致電文との組，無効電文と不一致電文との組，無効電文と不一致電文との組，無効電文と不一致電文との組が記憶保持されている。そのうち最初から五つは正常電文同士の組であり、それに続く中間の六つは（図では★印の付いた所を参照）、正常電文と照合成立阻止用電文との組であり、正常電文について、ＹＧ電文はＧ現示より下位のＹＧ現示に対応しており、Ｙ電文はＧ現示やＹＧ現示より下位のＹ現示に対応しており、ＹＹ電文はＧ現示やＹＧ現示さらにはＹ現示より下位のＹＹ現示に対応している。最後の一つは、照合成立阻止用電文同士の組である。
【００８５】
［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。
【００８６】
また、上記実施例３〜５では、選択回路４２及び電文記憶部４３に係る場合分けに関して、各中継リレーから採用される接点が一つずつであったが、上記実施例１に準じて各中継リレーから二つずつ接点を採用しても良い。さらに、上記実施例１〜５について、各中継リレーから三つ以上の接点を場合分けに用いるようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子は、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】
【００８８】
１１…軌道（鉄道線路）、１２…列車（車上装置）、１３…信号機、
１４…器具箱、１４ａ…ＣＲ充放電回路（落下時素，リレー落下延伸回路）
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…電文選択手段（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…電文選択手段（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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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選択手段と、読み出した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た故障検知機能付き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、その複数組の電文には，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いる正常電文同士の組と，一時的な現示リレーの動作重複に含まれる複数の現示のうち相対的に下位の現示に対応した情報を含んだ正常電文とそれとは内容の異なる照合成立阻止用電文との組とが含まれており、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選択手段の読出対象にする選択手段が前記電文選択手段に組み込んで又は付加して設けられてい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】
組内同士で内容が異なるうえ何れの電文も前記信号機の現示に対応しない照合成立阻止用電文同士の組も前記電文記憶部が保持しており、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の照合成立阻止用電文同士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請求項１記載の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子。
【請求項３】
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請求項１又は請求項２に記載された故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子。
【請求項１】
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選択手段と、読み出した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た故障検知機能付き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、その複数組の電文には，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いる正常電文同士の組と，一時的な現示リレーの動作重複に含まれる複数の現示のうち相対的に下位の現示に対応した情報を含んだ正常電文とそれとは内容の異なる照合成立阻止用電文との組とが含まれており、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選択手段の読出対象にする選択手段が前記電文選択手段に組み込んで又は付加して設けられてい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】
組内同士で内容が異なるうえ何れの電文も前記信号機の現示に対応しない照合成立阻止用電文同士の組も前記電文記憶部が保持しており、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の照合成立阻止用電文同士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請求項１記載の故障検知機能付きＡＴＳ−Ｐ地上子。
【請求項３】
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請求項１又は請求項２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９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−１４２６５（Ｐ２０１３−１４２６５Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４９４２３（Ｐ２０１１−１４９４２３）
【出願日】平成２３年７月５日（２０１１．７．５）
【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２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月５日（２０１１．７．５）
【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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