誘導通信線の展張方式

【課題】複線式鉄道車両用の誘導無線通信方式おける金属回路方式による誘導通信線の展張を低コストで行えるようにした誘導通信線の展張方式を提供する。
【解決手段】複線式鉄道の上り下り車両１ａ，１ｂにそれぞれ設けられた送信アンテナ５ａ，５ｂ及び受信アンテナ６ａ，６ｂと、複線式軌道４ａ，４ｂに沿って展張された誘導通信線８ａ，８ｂとの電磁誘導による誘導無線通信方式における誘導通信線の展張方式において、前記複線式軌道の中間部に設置された中柱１１の所要の高さに二条の誘導通信線２０を水平又は垂直に展張し、前記複線式鉄道の上り下り車両１ａ，１ｂで前記二条の誘導通信線２０を共用するようにしたことを特徴とするものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複線式鉄道の鉄道車両の乗務員と車両運行指令室等との間での誘導無線による通信方式における金属回路方式による誘導通信線の展張方式に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の、例えば地下鉄などの複線式鉄道における鉄道車両の乗務員と、車両運行指令室等との間で誘導無線による通信を行う場合は、図４の鉄道車両の走行する地下トンネルの横断面の模式図に示すように、複線式鉄道の車両軌道の各外側の壁等に沿ってそれぞれ金属回路方式を構成する二条の誘導通信線を展張し、この誘導通信線を介して行っている。即ち、図４において１ａ，１ｂは鉄道車両であり、それぞれ車両本体２ａ，２ｂ，車輪組立３ａ，３ｂにより構成され、それぞれ地下鉄道用として敷設された上り，下りレール（軌道）４ａ，４ｂ上に停車又は走行している状態を示している。
【０００３】
５ａ，５ｂは送信アンテナであり、上下線路の車両本体２ａ，２ｂの例えば車両連結部の両側面の上部に設置されている。６ａ，６ｂは受信アンテナであり、送信アンテナ５ａ，５ｂと同様に車両連結部の両側面の下部に設置されている。７ａ，７ｂは鉄道車両１ａ，１ｂが走行する地下トンネルであり、このトンネル７ａ，７ｂの両外側には、金属回路方式を構成するそれぞれ二条の誘導通信線８ａ，８ｂが展張されている。
【０００４】
なお、送信アンテナ５ａ，５ｂ及び受信アンテナ６ａ，６ｂが車両本体２ａ，２ｂの両側に設置されているのは、車両本体２ａ，２ｂが上り線路又は下り線路の何れを走行しても誘導通信線８ａ，８ｂとの電磁誘導による結合が十分に行われるようにするためである。
また、トンネル７ａ，７ｂの両外側には、例えば第三軌条（トロリー線），通信ケーブル，信号用ケーブル，照明用ケーブル，光ファイバケーブルなどの異種ケーブルを設置する異種ケーブルダクト９ａ，９ｂや異種ケーブル棚１０ａ，１０ｂが設けられている。１１はトンネル７ａ，７ｂの上り下り軌道の中間部に設けられている中柱である。
【０００５】
図５は、車両１ａから、例えば車両運行指令室に対して報告情報等を送信する場合の模式的系統図である。図５において１２は車両１ａに設けられた列車無線設備としての送信機、１３は送信アンテナ５ａから送出される送信信号の電磁波であり、誘導通信線８ａと電磁誘導により結合される。１４ａ．１４ｂは誘導通信線８ａに接続されている線路結合器、１５は終端抵抗器、１６は基地局であり線路結合器１４ａ，１４ｂにそれぞれ接続されている。１７は基地局１６に接続されている車両運行指令室である。基地局１６には受信機が実装され（図示を省略）、復調した音声信号等を車両運行指令室１７へ送りモニターする。なお、基地局１６，線路結合器１４，終端抵抗器１５は、誘導通信線８の展張に伴ってそれぞれ複数設置されている。
【０００６】
車両１ａの送信機１２からの送信信号は送信アンテナ５ａから電磁波１３として送出され、電磁誘導により誘導通信線８ａと結合して報告情報等は送信され、線路結合器１４及び基地局１６の図示していない受信機で復調され、車両運行指令室１７でモニターされる。
前述の送信アンテナ５ａから送出される電磁波１３と誘導通信線８ａとの電磁誘導による結合状況は、図６に示すように、車両１ａの送信アンテナ５ａから送出される送信信号としての電磁波１３は、誘導通信線８ａと電磁結合され送信される。
【０００７】
図７は、車両運行指令室１７から車両１ａに対して指令情報等を送信する場合の模式的系統図である。車両運行指令室１７からの指令情報は、基地局１６に実装された送信機（図示を省略）からの送信信号として線路結合器１４ａを介して誘導通信線８ａに送信される。この誘導通信線８ａから送出される送信信号に対応する電磁波１８は、車両１ａに設けられた受信アンテナ６ａとの電磁誘導の結合により、当該受信アンテナ６ａで受信され指令情報等が車両１ａの受信機１９により受信される。
前述の誘導通信線８ａから送出される電磁波１８と受信アンテナ６ａの電磁誘導による結合状況は、図８に示すように、誘導通信線８ａに発生する送信信号としての電磁波１８は受信アンテナ６ａとの電磁結合により受信される（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−１７４４０７号公報
【特許文献２】特開２００３−８１０９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の誘導通信線の展張方式としての金属回路方式は、大地帰路方式や広幅二線方式に比較し、二条の誘導通信線の間隔を狭くして（約２００〜５００ｍｍ）展張するため、外来雑音の影響を受け難く、隣接した区間との分離ができる等有利な通信方式である。しかしながら、従来のこの展張方式は、複線式鉄道の各軌道の外側（外壁等）にそれぞれ金属回路として二条の誘導通信線を展張しているものであった。従って、複線区間では、四条の誘導通信線を必要とすると共に、多種類の異種ケーブルとの構築上の競合による誘導通信線の展張場所の制限及びコスト面で不利であった。本発明は、これらの課題を解決するために成されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による誘導通信線の展張方式は、複線式鉄道の上り下り車両にそれぞれ設けられた送信アンテナ及び受信アンテナと、複線式軌道に沿って展張された誘導通信線との電磁誘導による誘導無線通信方式における誘導通信線の展張方式において、前記複線式軌道の中間部に設置された中柱の所要の高さに二条の誘導通信線を展張し、前記複線式鉄道の上り下り車両で前記二条の誘導通信線を共用するようにしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、前述した構成を採ることにより、誘導通信線の展張方式でありながら、誘導通信線の展張場所の制限を受けることなく、かつ展張に関わるコストの低減を計ることができたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る誘導通信線の展張方式の一実施例を、図１及び図２に示した鉄道車両の走行する地下トンネルの横断面の模式図により説明する。なお、図１及び図２における各部の記号のうち、従来例について説明した各部と同一箇所は同一記号を付してある。この実施例においては、金属回路方式を構成する二条の誘導通信線２０を複線軌道のレール４ａ，４ｂの中間に設けられている中柱１１を挟んで、ほぼ水平に設置されている。この二条の誘導通信線２０の設置する高さは、車両１ａ又は１ｂに設けてある送信アンテナ５ａ，５ｂと受信アンテナ６ａ，６ｂの位置関係にゆだねられるが、例えば、地下鉄車両の場合で、送信アンテナ５ａ，５ｂの中心の高さを、レール４の上面を基準として２６００ｍｍに設けられている場合、誘導通信線２０の設置高さを２６００ｍｍ以下にすると良い。
【００１２】
また、二条の誘導通信線２０の相互間の間隔は、中柱１１を挟んでおおむね２００〜５００ｍｍまたはそれ以上にするのが望ましい。受信アンテナ６ａ，６ｂの中心の高さは、レール４の上面を基準として１３００ｍｍ以上に設けることが望ましい。また、送信アンテナ５ａ，５ｂ及び受信アンテナ６ａ，６ｂのレール４の中心（軌道中心）から水平方向への距離は、それぞれ１３００ｍｍ程度となり、この場合の誘導通信線２０のレール４の中心からの水平距離はおおむね１７００ｍｍとなる。即ち、送信アンテナ５及び受信アンテナ６と誘導通信線２０との水平方向の距離は、約４００ｍｍ程度となる。二条の誘導通信線２０の前述したような設置位置の選択は、中柱１１側に異種ケーブルが殆ど設けられていないことから、誘導通信線２０の展張位置を自由に定めることができる。
【００１３】
なお、従来例における二条の内の一方（高い方）の誘導通信線８の設置高さは通常レール４の上面より２６００ｍｍ程度の位置にあり、他方（低い方）の誘導通信線８の設置高さは２１００ｍｍ程度の位置である。また、誘導通信線８のレール４の中心（軌道中心）から水平方向への距離は、１７５０〜１８５０ｍｍ程度であり、送信アンテナ５及び受信アンテナ６と誘導通信線２０との水平方向の距離は４５０〜５５０ｍｍ程度である。従って、本発明の誘導通信線２０の水平方向の設置位置の方が、従来例に比較して約５０〜１５０ｍｍ程度、送信アンテナ５に近い位置に設けられることになる。
【００１４】
この実施例における送信アンテナ５ａから送出される電磁波と誘導通信線２０との誘導無線の電磁結合の状況は、図１に示すように両者間の距離が従来例よりも短くなるため、結合の度合いが深まり、十分な電磁結合を図ることができた。
また、誘導通信線２０から送出される電磁波と受信アンテナ６ａとの誘導無線の電磁結合の状況は、図２に示すように両者間の距離が従来例より縦方向では長く、水平方向で短くなったため、若干の感度低下は発生するが、誘導通信線２０から送出される電磁波は受信アンテナ６で確実にキャッチすることができる。
【００１５】
図３に、誘導通信線を従来例のように複線軌道の各外側（外壁）に設けた場合と、本発明のように複線軌道の中柱に沿って設けた場合との、車両１ａの送信アンテナ５ａから送出される電磁波１３ａの誘導通信線２０又は８での受信レベル特性を比較したデータをグラフ図として示す。図３に示すように、本発明における誘導通信線２０に近い方の送信アンテナ５ａからの受信レベルが約９７ｄＢ（実線のデータ）に対して、従来例の誘導通信線８に近い方の送信アンテナ５ａからの受信レベルは約９５ｄＢ（破線のデータ）である。また、本発明における誘導通信線２０から遠い方の送信アンテナ５ａからの受信レベルが約６７ｄＢに対して、従来例の誘導通信線８から遠い方の送信アンテナ５ａからの受信レベルは約５８ｄＢである。
【００１６】
即ち、本発明における送信アンテナ５ａと誘導通信線２０との距離と、従来例の送信アンテナ５ａと誘導通信線８との距離との差は、５０〜１５０ｍｍ程度とそれ程大きくはないが、前述したように本発明の誘導通信線２０での送信アンテナ５ａからの受信レベルと従来例の誘導通信線８での送信アンテナ５ａからの受信レベルとでは、近い方及び遠い方共に本発明の受信レベルが高い。従って、近い方及び遠い方の送信アンテナ５ａから送出される合成された電磁波の受信レベルの差は、更に大きくなり、本発明の展張方式における受信レベルの優位性は明らかである。
【００１７】
前述した本発明に係る図１及び図２の誘導通信線の展張方式の実施例は、二条の誘導通信線２０を中柱１１を挟んで水平方向に並列に展張したものであるが、図示はしていないが他の実施例としては、二条の誘導通信線２０を中柱１１の片側又は中柱１１を挟んで上下（垂直）方向に並列に展張するようにしてもよい。この場合も、誘導通信線２０を展張する高さは、特に車両１ａに設けられている送信アンテナ５の高さを考慮して展張することを要する。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明による誘導通信線の展張方式は、複線式鉄道の軌道間に中柱を有する又は中柱相当施設を設置可能な誘導無線式の列車通信システムに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の複線軌道における誘導通信線の展張方式の一実施例の横断面と列車からの送信状態を示す模式図である。
【図２】本発明の複線軌道における誘導通信線の展張方式の一実施例の横断面と列車での受信状態を示す模式図である。
【図３】本発明の一実施例と従来例との誘導通信線の展張方式における受信レベル特性を比較したグラフ図である。
【図４】従来の複線軌道における誘導通信線の展張方式の一例の横断面を示す模式図である。
【図５】車両から例えば車両運行指令室に対して報告情報等を送信する場合の模式的系統図である。
【図６】従来の複線軌道における誘導通信線の展張方式の一例の横断面と列車からの送信状態を示す模式図である。
【図７】車両運行指令室から車両に対して指令情報等を送信する場合の模式的系統図である。
【図８】従来の複線軌道における誘導通信線の展張方式の一例の横断面と列車の受信状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２０】
１ａ，１ｂ鉄道車両
２ａ，２ｂ車両本体
３ａ，３ｂ車輪組立
４ａ，４ｂレール（軌道）
５ａ，５ｂ送信アンテナ
６ａ，６ｂ受信アンテナ
７ａ，７ｂ地下トンネル
８ａ，８ｂ，２０誘導通信線
９ａ，９ｂ異種ケーブルダクト
１０ａ，１０ｂ異種ケーブル棚
１１中柱
１２送信機
１３送信アンテナからの電磁波
１４線路結合器
１５終端抵抗器
１６基地局
１７車両運行指令室
１８誘導通信線からの電磁波
１９受信機

【特許請求の範囲】
【請求項１】
複線式鉄道の上り下り車両にそれぞれ設けられた送信アンテナ及び受信アンテナと、複線式軌道に沿って展張された誘導通信線との電磁誘導による誘導無線通信方式における誘導通信線の展張方式において、
前記複線式軌道の中間部に設置された中柱の所要の高さに二条の誘導通信線を展張し、前記複線式鉄道の上り下り車両で前記二条の誘導通信線を共用するようにしたことを特徴とする誘導通信線の展張方式。
【請求項２】
前記複線軌道の中間部の前記中柱に展張される二条の前記誘導通信線を前記中柱を挟んで略水平方向に所要の間隔をもって並列に展張するようにした請求項１に記載の誘導通信線の展張方式。
【請求項３】
前記複線軌道の中間部の前記中柱に展張される二条の前記誘導通信線を上下（垂直）方向に所要の間隔をもって並列に展張するようにした請求項１に記載の誘導通信線の展張方式。

【図１】