ＡＴＣ車上装置
【課題】パイロット信号を重畳することなく、低コストで確実な故障検知を実現すると共に、ＡＴＣ信号に重畳されるノイズ成分の軽減を図る。
【解決手段】入力されたＡＴＣ信号を電力増幅させる増幅部と該増幅部の故障を検知してＡＴＣ信号の出力を遮断する機構を設けた故障検知部とを有するＡＴＣ車上装置において、増幅部の後段あるいは前段にＡＴＣ信号の電力を可変調整するレベル調整器を配置する。故障検知部は、増幅部に入力されるＡＴＣ信号入力電圧、レベル調整器から出力されるＡＴＣ信号出力電圧及びレベル調整器のゲイン設定値に基づいて、ＡＴＣ信号入力電圧とＡＴＣ信号出力電圧の比を演算し、この比と増幅部のゲインとレベル調整器のゲイン設定値とから求められるゲイン合計を比較する。これにより、パイロット信号を重畳することなく増幅部またはレベル調整器の故障を確実に検知して、ＡＴＣ信号の出力を遮断する。
【解決手段】入力されたＡＴＣ信号を電力増幅させる増幅部と該増幅部の故障を検知してＡＴＣ信号の出力を遮断する機構を設けた故障検知部とを有するＡＴＣ車上装置において、増幅部の後段あるいは前段にＡＴＣ信号の電力を可変調整するレベル調整器を配置する。故障検知部は、増幅部に入力されるＡＴＣ信号入力電圧、レベル調整器から出力されるＡＴＣ信号出力電圧及びレベル調整器のゲイン設定値に基づいて、ＡＴＣ信号入力電圧とＡＴＣ信号出力電圧の比を演算し、この比と増幅部のゲインとレベル調整器のゲイン設定値とから求められるゲイン合計を比較する。これにより、パイロット信号を重畳することなく増幅部またはレベル調整器の故障を確実に検知して、ＡＴＣ信号の出力を遮断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明のＡＴＣ車上装置は、主にモノレールや新交通システムに用いられているループコイルによるＡＴＣシステムに適用する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道用保安装置であるＡＴＣシステムは、軌道回路（レール）やループコイルを用いて列車検知を行い、列車に当該区間（軌道）における制限速度情報や停止目標軌道位置を示すＡＴＣ信号を送信し、列車の車上装置でこれを受信して所定の速度で列車を走行させることにより列車の脱線・衝突などを防止し安全運行を保証するシステムである。この一例を示す先行技術文献として、下記特許文献１が挙げられる。
【０００３】
このうち、ゴムタイヤで走行するモノレールや新交通システムでは、レールの代わりに絶縁物である桁を走行路とするため、桁にループコイルを敷設してＡＴＣ信号の伝送路としている。この一例を示す先行技術文献として、下記特許文献２が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１３１８２５号公報
【特許文献２】特開平２００９−９６３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常、ＡＴＣ信号の受信部・制御部は、列車編成の両端にある運転台の近傍に設置され、往路、復路のいずれにおいてもＡＴＣ信号が進行方向前方から確実に受信できるようにしているが、モノレールや新交通システムでは、連結車両が少なく列車編成長が一般的な鉄道と比較して短編成であるので、列車編成の両端に設ける必要はなく、ＡＴＣ信号の受信部・制御部が編成車両の両端にある運転台のうちの片方のみに搭載されることが多い。
【０００６】
ここで図３に現行のモノレールや新交通システムにおける車上保安システムの構成を示す。
前後の先頭車両３８Ａ、３８Ｂには、ループコイルを介して地上側にＴＤ信号を送信するとともに、同じくループコイルを介して地上側からＡＴＣ信号を受信する車両アンテナ３７Ａ・３７Ｂが搭載されている。
後側車両３８Ｂには、ＡＴＣ受信部（ＡＴＣ−ＲＸ）３１、ＡＴＣ信号用バンドパスフィルタ３２（ＡＴＣ−ＢＰＦ−Ａ）及び３３（ＡＴＣ−ＢＰＦ−Ｂ）並びにＴＤ信号（列車検知信号）を送信するＴＤ信号送信部３５Ａ（ＴＤ−ＴＸ−Ａ）、３５Ｂ（ＴＤ−ＴＸ−Ｂ）及びＴＤ信号用バンドパスフィルタ３６（ＴＤ−ＢＰＦ）が実装されている。
また、前側車両３８ＡにはＡＴＣ信号用バンドパスフィルタ３２（ＡＴＣ−ＢＰＦ−Ａ）及びＡＴＣ増幅部３４（ＡＴＣ−ＡＭＰ）並びにＴＤ信号用バンドパスフィルタ３６（ＴＤ−ＢＰＦ）が実装されている。
【０００７】
まず、ＴＤ信号送信系について説明する。ＴＤ信号とは列車検知信号のことであり、図示しない地上装置に対して車両からＴＤ信号を送信し、地上装置では、どのループコイル（どの軌道回路）を介してＴＤ信号が送信されているかに基づいて列車の在線を判断している。
ＴＤ送信部３５Ａ（ＴＤ−ＴＸ−Ａ）・３５Ｂ（ＴＤ−ＴＸ−Ｂ）は、車両３８Ａ及び３８Ｂの最前部（最後部）に搭載されているアンテナ３７Ａ・３７Ｂから、ループコイルを介して地上装置にＴＤ信号を送信するため、両車両３８Ａ及び３８Ｂにそれぞれ搭載されているＴＤ信号用バンドパスフィルタ３６（ＴＤ−ＢＰＦ）にＴＤ信号を出力する。
両ＴＤ信号用バンドパスフィルタ３６は、後述するように地上から送信されたＡＴＣ信号がループコイルを介して、アンテナ３７Ａ・３７Ｂ経由で受信されていることから、このＡＴＣ信号がＴＤ送信部３５Ａ・３５Ｂに回り込んでこないよう、ＡＴＣ信号として使用する周波数帯域の信号を除去するために設けられている。
【０００８】
また、前述のように、ＴＤ信号用バンドパスフィルタ３６から出力されたＴＤ信号は、アンテナ３７Ａ・３７Ｂからループコイルに出力されるが、このＴＤ信号が、ＡＴＣ受信部３１（ＡＴＣ−ＲＸ）に回り込まないよう、両車両３８Ａ及び３８Ｂに搭載されているＡＴＣ信号用バンドパスフィルタ３２（ＡＴＣ−ＢＰＦ−Ａ）により、ＴＤ信号として使用する周波数帯域の信号が除去される。
【０００９】
次に、ＡＴＣ信号受信系について説明する。地上から送信されたＡＴＣ信号は、ループコイルを介してアンテナ３７Ａ・３７Ｂから受信され、それぞれのＡＴＣ信号用バンドパスフィルタ３２に入力され、前述のとおり、ＴＤ送信系からＡＴＣ信号受信系に回り込もうとするＴＤ信号が除去される。
また、後側車両３８Ｂ側のアンテナ３７Ｂから入力されたＡＴＣ信号は、ＡＴＣ信号用バンドパスフィルタ３２を通過後、直接ＡＴＣ受信部３１（ＡＴＣ−ＲＸ）に入力され、所定の検波・復調処理を施された後に制御に使用される。
【００１０】
一方、前側車両のアンテナ３７Ａから入力されたＡＴＣ信号は、車両３８Ａから３８Ｂに引き回される伝送ケーブルに重畳するノイズに対し、所定以上のＳ／Ｎを確保するために、ＡＴＣ信号用バンドパスフィルタ３２を介した信号がＡＴＣ増幅部３４により増幅され、車両３８Ｂに実装されるＡＴＣ信号用バンドパスフィルタ３３（ＡＴＣ−ＢＰＦ−Ｂ）を介してＡＴＣ受信部３１（ＡＴＣ−ＲＸ）に入力される。
【００１１】
ここで、ＡＴＣ増幅部３４の構成を図４に示す。
このＡＴＣ増幅部３４は、ＡＴＣ信号をレベル調整するための減衰器４１、パイロット信号発信器４４、ＡＴＣ信号とパイロット信号を重畳する重畳部４３、増幅部４３、パイロット信号成分を抽出するバンドパスフィルタ４５、そして増幅部４３の故障を検知する故障検知部４６から構成されている。
減衰器（レベル調整器）４１に入力されたＡＴＣ信号は、ここで路線毎のＡＴＣ信号レベルや各列車毎のＡＴＣ信号の受信部・制御部の総合ゲインに適合するよう、所定のレベルに調整された上で、重畳部４２に入力され、増幅部４３で所定のゲインで増幅された後に、ＡＴＣ信号として後段の制御装置に出力される。
【００１２】
一方、パイロット信号発信器４４から、ＡＴＣ信号とは周波数が異なるパイロット信号が常時出力されており、重畳部４２でＡＴＣ信号と重畳された上で増幅部４３に出力される。
増幅部４３のパイロット信号出力は、そのまま後段の増幅部４３に出力されると同時に、バンドパスフィルタ４５に入力され、ここでＡＴＣ信号成分が除去された後に故障検知部４６に入力される。
故障検知部４５では、増幅部４３によるゲインに従って閾値が設定されており、この閾値を超えるか、あるいは下回るパイロット信号成分が検出された場合には、増幅部４３で所定ゲインの増幅が行われていないことから、増幅部４３の故障とみなし、故障検知出力信号を出力して、故障表示装置や警報装置などの装置に対して所定の処置を促す。
【００１３】
ここで、入力されるＡＴＣ信号レベルはループ毎に一定ではなく、またループからループに跨る時にはレベル瞬断等により大きく変動するため、故障検知部の入力信号に使用する場合、閾値を一定値にすると、正常時にも異常と判断されてしまう可能性がある。そこで、列車の走行状態によらず、ＡＴＣ信号とは周波数が異なるパイロット信号を一定レベルで常時発信して故障検知部の閾値を固定としている。
【００１４】
このように、従来のモノレール用の車上保安システムでは、ＡＴＣ増幅部内でパイロット信号を用いた故障検知を行っており、次の点が課題となっていた。
（１）故障検知部への入力信号にＡＴＣ信号とパイロット信号が重畳されているため、ＡＴＣ信号を除去してパイロット信号のみを取り出すためのバンドパスフィルタ４５が必要である。
（２）同じく、ＡＴＣ増幅部３４の後段のＡＴＣ受信部３１への入力信号にもＡＴＣ信号とパイロット信号が重畳されているため、パイロット信号を除去して、ＡＴＣ信号のみを取り出すためのバンドパスフィルタ（図示せず）が必要である。
（３）パイロット信号の伝送経路に、ＡＴＣ信号のレベル調整を行うレベル調整用減衰器４１が含まれていないため、この減衰器４１で故障が発生した場合に故障検知できない。
（４）ＡＴＣ増幅部３４とＡＴＣ受信部３１との間は、ＡＴＣ信号とパイロット信号が重畳されているため、互いの高調波を含めた各成分間の混変調信号がＡＴＣ信号帯へのノイズとして作用し悪影響を及ぼす可能性がある。
とくに、ＡＴＣ信号の情報量を格段に増加させ、列車の制限速度情報に加え、１００パターン以上の停止目標軌道情報を包含させるなど、きめ細かな列車制御を可能にし、列車間隔の短縮化を実現する観点等から、近年ＡＴＣ信号のデジタル化が進んでいるが、ＡＴＣ信号にディジタル情報を利用する場合、その利点を活かすため、ＡＴＣ信号帯域をアナログ情報の場合よりも広域とする必要があり、さらにアナログ伝送よりもＳ／Ｎを大きくとる必要があるため、ＡＴＣ信号伝送系のレベルダイヤ設計に支障をきたす可能性がある。
（５）ＡＴＣ信号とパイロット信号を重畳させるため、装置を構成する電子部品の耐量を大きくする必要があり、ＡＴＣ増幅部が大型化してしまう。
【００１５】
以上の背景に基づき、本発明のＡＴＣ車上装置は、先に述べた４つの課題を解決するため、パイロット信号を重畳することなく、確実な故障検知を可能にすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するため、本発明のＡＴＣ車上装置は、入力されたＡＴＣ信号を電力増幅させる増幅部と該増幅部の故障を検知してＡＴＣ信号の出力を遮断する機構を設けた故障検知部とを有するＡＴＣ車上装置において、次のような手段を講じた。すなわち、
（１）前記増幅部の後段に前記ＡＴＣ信号の電力を可変調整するレベル調整器を配置し、前記故障検知部は、前記増幅部に入力されるＡＴＣ信号入力電圧、前記レベル調整器から出力されるＡＴＣ信号出力電圧及び前記レベル調整器のゲイン設定値を入力し、前記ＡＴＣ信号入力電圧とＡＴＣ信号出力電圧の比を演算し、前記増幅部のゲインとレベル調整器のゲイン設定値とから求められるゲインの合計と前記比を比較することにより、前記増幅部及びレベル調整器の作動を監視し、前記ゲインの合計と前記比との間に所定の範囲以上の差が発生した場合には、前記増幅部またはレベル調整器に故障が発生したと判断して、ＡＴＣ信号の出力を遮断するようにした。
【００１７】
（２）前記ＡＴＣ信号入力電圧と前記増幅部により増幅されたＡＴＣ信号との比を演算し、該比を前記増幅部のゲインと比較することにより前記増幅部あるいは前記レベル調整器のいずれが故障したかを判別するようにした。
【００１８】
（３）上記のＡＴＣ車上装置において、前記増幅部の前段に前記ＡＴＣ信号の電力を可変調整するレベル調整器を配置し、前記故障検知部は、前記レベル調整器に入力されるＡＴＣ信号入力電圧、前記増幅部から出力されるＡＴＣ信号出力電圧及び前記レベル調整器のゲイン設定値を入力し、前記ＡＴＣ信号入力電圧とＡＴＣ信号出力電圧の比を演算し、前記増幅部のゲインとレベル調整器のゲイン設定値とから求められるゲインの合計と前記比を比較することにより、前記増幅部及びレベル調整器の作動を監視し、前記ゲインの合計と前記比との間に所定の範囲以上の差が発生した場合には、前記増幅部またはレベル調整器に故障が発生したと判断してＡＴＣ信号の出力を遮断するようにした。
【００１９】
（４）前記ＡＴＣ信号入力電圧と前記レベル調整器により電力を可変調整されたＡＴＣ信号との比を演算し、該比を前記ゲイン設定値と比較することにより前記増幅部あるいは前記レベル調整器のいずれが故障したかを判別するようにした。
【００２０】
（５）その際、前記増幅部あるいは前記レベル調整器のいずれの故障を判別する際、正常範囲を最大でも±１ｄＢ（±１２％）以下としたり、正常範囲外の継続時間を、最小でも１０ｍＳ以上と限定してもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によるＡＴＣ車上装置では、ＡＴＣ信号にパイロット信号を使用することなく、増幅部あるいはレベル調整器によるゲインの異常を、ＡＴＣ信号入力電圧とＡＴＣ信号出力電圧とを比較することにより検出しているので、ＡＴＣ信号に対するノイズ成分を大きく低減することができる。
また、故障検知部の前段にＡＴＣ信号を除去するためのバンドパスフィルタを実装することが不要となり、またＡＴＣ受信部の前段にパイロット信号を除去するためのバンドパスフィルタを実装することが不要となる。さらに増幅部の入力電圧とレベル調整部の出力電圧の比を演算し、増幅部の固定ゲインとレベル調整部の可変ゲインとから求められるゲインの合計と前記比との差を監視し、所定の範囲以上の差が発生した場合には前記増幅部とレベル調整部に故障が発生したと判断することにより、列車の走行状態に影響を受けることなく常時ＡＴＣ増幅器のいずれの部分の故障検知を行うことが可能となり、システムの稼働率を高めることができる。
しかも、ＡＴＣ信号に対して不要な信号を重畳することなくＡＴＣ受信部に信号伝送が可能となるため、ＡＴＣ信号のＳ／Ｎ確保が容易になり、またＡＴＣ信号のみの耐量を考慮すればよいためＡＴＣ増幅器の小型化が図れるとともに、ＡＴＣ信号のディジタル化に当たってＡＴＣ信号帯域を広域化しても高Ｓ／Ｎ比を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明によるＡＴＣ車上システムブロック図。
【図２】本発明のＡＴＣ増幅部のブロック図。
【図３】従来のモノレール用ＡＴＣ車上システムブロック図。
【図４】従来のＡＴＣ増幅部のブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を用いて本発明の具体的な実施例を説明する。
【実施例】
【００２４】
図１は、モノレール用ディジタルＡＴＣシステムに本発明を適用したＡＴＣ車上システムの構成図である。
前後の先頭車両１８Ａ・１８Ｂには、ループコイルを介して地上側にＴＤ信号を送信するとともに、同じくループコイルを介して地上側からＡＴＣ信号を受信する車両アンテナ１７Ａ・１７Ｂが搭載されている。
後側先頭車両１８Ｂには、ＡＴＣ受信部（ＡＴＣ−ＲＸ）１１、ＡＴＣ信号用バンドパスフィルタ１２（ＡＴＣ−ＢＰＦ−Ａ）並びにＴＤ信号（列車検知信号）を送信するＴＤ信号送信部１５Ａ（ＴＤ−ＴＸ−Ａ）１５Ｂ（ＴＤ−ＴＸ−Ｂ）及びＴＤ信号用バンドパスフィルタ１６（ＴＤ−ＢＰＦ）が実装されている。
また、前側先頭車両１１Ａには、ＡＴＣ信号用バンドパスフィルタ１２（ＡＴＣ−ＢＰＦ−Ａ）及びＡＴＣ増幅器１４（ＡＴＣ−ＡＭＰ）並びにＴＤ信号用バンドパスフィルタ１６（ＴＤ−ＢＰＦ）が実装されている。
【００２５】
まず、ＴＤ信号送信系について説明する。ＴＤ送信部１５Ａ（ＴＡ−ＴＸ−Ａ）・１５Ｂ（ＴＡ−ＴＸ−Ｂ）は、車両１８Ａ及び１８Ｂの最前部（最後部）に実装されているアンテナ１７Ａ・１７ＢからＴＤ信号を地上装置に送信するため、ＴＤ信号用バンドパスフィルタ１６にＴＤ信号を出力する。本バンドパスフィルタ１６は、地上から送信されたＡＴＣ信号がアンテナ１７Ａ・１７Ｂを介して車上に受信されていることから、ＡＴＣ信号を除去してＴＤ送信部１５Ａ、１５Ｂに回り込んでこないようにするために設けられている。また、ＴＤ信号用バンドパスフィルタ１６から出力されたＴＤ信号は、ＡＴＣ信号用バンドパスフィルタ１２（ＡＴＣ−ＢＰＦ−Ａ）により除去され、ＡＴＣ受信部１１に回り込むことなくアンテナ１７Ａ・１７Ｂから出力される。
【００２６】
次に、ＡＴＣ信号受信系について説明する。地上から送信されたＡＴＣ信号はアンテナ１７Ａ・１７Ｂから受信され、ＡＴＣ信号用バンドパスフィルタ１２に入力される。ここで、前述のとおり、ＴＤ送信系から回り込んだＴＤ信号が除去される。アンテナ１７Ｂから入力されたＡＴＣ信号は、バンドパスフィルタ１２を通過後、直接ＡＴＣ受信部１１に入力され、所定の検波・復調処理を施された後に制御に使用される。一方、１７Ａのアンテナから入力されたＡＴＣ信号は、車両１８Ａから車両１８Ｂに実装される引き回される伝送ケーブルに重畳するノイズとのＳ／Ｎを確保するためにＡＴＣ増幅器１４により増幅されＡＴＣ受信部１１に入力される。
【００２７】
ここで、ＡＴＣ増幅器１４の構成を図２に示す。ＡＴＣ増幅器１４は、増幅部２１、レベル調整部２２、増幅部２３とレベル調整部の故障検知部２３とから構成される。増幅部２１に入力されたＡＴＣ信号は、ここで所定のゲインＧ１で電力増幅されてレベル調整部２２に入力される。ここで任意のゲインＧ２でレベル調整された後に後段の装置に出力される。一方、増幅部２１の入力信号Ｖｉｎとレベル調整部２２の出力信号Ｖｏｕｔは、故障検知部２３に入力され、この故障検知部２３では、増幅部２１のゲインＧ１とレベル調整部２２のゲインＧ２とを基に、下記（１）式の故障検知則により故障を検知するようにしている。
｛（Ｇ１×Ｇ２）×Ｋ１｝＜（Ｖｏｕｔ／Ｖｉｎ）＜｛（Ｇ１×Ｇ２）×Ｋ２｝・・（１）
（ただし、Ｋ１＜１、Ｋ２＞１）
【００２８】
すなわち、Ｖｏｕｔ／Ｖｉｎが（１）式を満たしていれば、増幅部２１とレベル調整部２２は正常と判断し、Ｖｏｕｔ／Ｖｉｎが（１）式を満たしていなければ増幅部２１とレベル調整部２２の故障と見なし、故障検知出力信号を出力して他装置に対して所定の処置を促す。
なお、上記実施例において、ＡＴＣ増幅部２１後段とレベル調整器２２との接続部からＡＴＣ増幅部２１により増幅されたＡＴＣ信号を取り出し、ＡＴＣ増幅部２１に入力されたＡＴＣ信号に対する比を演算し、この比とＡＴＣ増幅部２１の固定ゲインとを比較することにより、ＡＴＣ増幅部２１の異常を単独に判定することができ、前述の（１）式による判定と合わせれば、ＡＴＣ増幅部２１あるいはレベル調整器２２のいずれが故障したかを判定することができる。
また、上記の実施例では、ＡＴＣ増幅部２１の後段にレベル調整器２２を設けたが、レベル調整器２２を前段に設け、その後段にＡＴＣ増幅部２１を設けてもよい。
【００２９】
その際、増幅部２１のゲインＧ１とレベル調整部２２のゲインＧ２について、正常範囲として、最大でも０．８８＜Ｋ１＜１、１＜Ｋ２＜１．１２、すなわち±１２％、±１ｄｂに限定するとより正確な故障判定を行うことができる。
すなわち、Ｇ１及びＧ２を決定する要素が、増幅部２１やレベル調整部２２を構成する回路定数のうち抵抗器に支配されるためであり、抵抗器の精度は±０．５％〜±５％程度が主流であること、及びＫ１・Ｋ２の下限・上限をこのように定めることにより、増幅部２１やレベル調整部２２自体の故障検知精度を高め，確実な故障検知を実現することができる。
また、Ｋ１・Ｋ２の限定の有無にかかわらず、（１）式の範囲外となり故障判定するまでの継続時間は少なくとも１０ｍＳ以上とすることができる。これにより、１０ｍＳ未満の継続時間で（１）式の範囲外となっても、ノイズ等による瞬時の変動と判別することができ、その結果、増幅部２１やレベル調整部２２の回路の時定数を最小でも数ｍＳとすることができ、さらに故障検知部内の処理時間遅れも最小でも数ｍＳとすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
上述のとおり、本発明によるＡＴＣ車上装置では、ＡＴＣ信号と周波数の異なるパイロット信号を使用していないので、ＡＴＣ信号に重畳されるノイズ成分が軽減されるとともに、故障検知部の前段にＡＴＣ信号を除去するためのバンドパスフィルタや、ＡＴＣ受信部の前段にパイロット信号を除去するためのバンドパスフィルタを実装することが不要となり、低コストで信頼性の高いＡＴＣ車上装置を実現でき、しかも、ＡＴＣ信号のディジタル化に非常に有利であることから、列車運行制御システムに広くて利用されることが期待される。
【符号の説明】
【００３１】
１１：ＡＴＣ受信部、１２：ＡＴＣ信号用バンドパスフィルタ、１４：ＡＴＣ増幅器、１５Ａ・１Ｂ：ＴＤ送信部、１６：ＴＤ信号用バンドパスフィルタ、１７Ａ・１７Ｂ：アンテナ、１８Ａ・１８Ｂ：車両
【技術分野】
【０００１】
本発明のＡＴＣ車上装置は、主にモノレールや新交通システムに用いられているループコイルによるＡＴＣシステムに適用する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道用保安装置であるＡＴＣシステムは、軌道回路（レール）やループコイルを用いて列車検知を行い、列車に当該区間（軌道）における制限速度情報や停止目標軌道位置を示すＡＴＣ信号を送信し、列車の車上装置でこれを受信して所定の速度で列車を走行させることにより列車の脱線・衝突などを防止し安全運行を保証するシステムである。この一例を示す先行技術文献として、下記特許文献１が挙げられる。
【０００３】
このうち、ゴムタイヤで走行するモノレールや新交通システムでは、レールの代わりに絶縁物である桁を走行路とするため、桁にループコイルを敷設してＡＴＣ信号の伝送路としている。この一例を示す先行技術文献として、下記特許文献２が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１３１８２５号公報
【特許文献２】特開平２００９−９６３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常、ＡＴＣ信号の受信部・制御部は、列車編成の両端にある運転台の近傍に設置され、往路、復路のいずれにおいてもＡＴＣ信号が進行方向前方から確実に受信できるようにしているが、モノレールや新交通システムでは、連結車両が少なく列車編成長が一般的な鉄道と比較して短編成であるので、列車編成の両端に設ける必要はなく、ＡＴＣ信号の受信部・制御部が編成車両の両端にある運転台のうちの片方のみに搭載されることが多い。
【０００６】
ここで図３に現行のモノレールや新交通システムにおける車上保安システムの構成を示す。
前後の先頭車両３８Ａ、３８Ｂには、ループコイルを介して地上側にＴＤ信号を送信するとともに、同じくループコイルを介して地上側からＡＴＣ信号を受信する車両アンテナ３７Ａ・３７Ｂが搭載されている。
後側車両３８Ｂには、ＡＴＣ受信部（ＡＴＣ−ＲＸ）３１、ＡＴＣ信号用バンドパスフィルタ３２（ＡＴＣ−ＢＰＦ−Ａ）及び３３（ＡＴＣ−ＢＰＦ−Ｂ）並びにＴＤ信号（列車検知信号）を送信するＴＤ信号送信部３５Ａ（ＴＤ−ＴＸ−Ａ）、３５Ｂ（ＴＤ−ＴＸ−Ｂ）及びＴＤ信号用バンドパスフィルタ３６（ＴＤ−ＢＰＦ）が実装されている。
また、前側車両３８ＡにはＡＴＣ信号用バンドパスフィルタ３２（ＡＴＣ−ＢＰＦ−Ａ）及びＡＴＣ増幅部３４（ＡＴＣ−ＡＭＰ）並びにＴＤ信号用バンドパスフィルタ３６（ＴＤ−ＢＰＦ）が実装されている。
【０００７】
まず、ＴＤ信号送信系について説明する。ＴＤ信号とは列車検知信号のことであり、図示しない地上装置に対して車両からＴＤ信号を送信し、地上装置では、どのループコイル（どの軌道回路）を介してＴＤ信号が送信されているかに基づいて列車の在線を判断している。
ＴＤ送信部３５Ａ（ＴＤ−ＴＸ−Ａ）・３５Ｂ（ＴＤ−ＴＸ−Ｂ）は、車両３８Ａ及び３８Ｂの最前部（最後部）に搭載されているアンテナ３７Ａ・３７Ｂから、ループコイルを介して地上装置にＴＤ信号を送信するため、両車両３８Ａ及び３８Ｂにそれぞれ搭載されているＴＤ信号用バンドパスフィルタ３６（ＴＤ−ＢＰＦ）にＴＤ信号を出力する。
両ＴＤ信号用バンドパスフィルタ３６は、後述するように地上から送信されたＡＴＣ信号がループコイルを介して、アンテナ３７Ａ・３７Ｂ経由で受信されていることから、このＡＴＣ信号がＴＤ送信部３５Ａ・３５Ｂに回り込んでこないよう、ＡＴＣ信号として使用する周波数帯域の信号を除去するために設けられている。
【０００８】
また、前述のように、ＴＤ信号用バンドパスフィルタ３６から出力されたＴＤ信号は、アンテナ３７Ａ・３７Ｂからループコイルに出力されるが、このＴＤ信号が、ＡＴＣ受信部３１（ＡＴＣ−ＲＸ）に回り込まないよう、両車両３８Ａ及び３８Ｂに搭載されているＡＴＣ信号用バンドパスフィルタ３２（ＡＴＣ−ＢＰＦ−Ａ）により、ＴＤ信号として使用する周波数帯域の信号が除去される。
【０００９】
次に、ＡＴＣ信号受信系について説明する。地上から送信されたＡＴＣ信号は、ループコイルを介してアンテナ３７Ａ・３７Ｂから受信され、それぞれのＡＴＣ信号用バンドパスフィルタ３２に入力され、前述のとおり、ＴＤ送信系からＡＴＣ信号受信系に回り込もうとするＴＤ信号が除去される。
また、後側車両３８Ｂ側のアンテナ３７Ｂから入力されたＡＴＣ信号は、ＡＴＣ信号用バンドパスフィルタ３２を通過後、直接ＡＴＣ受信部３１（ＡＴＣ−ＲＸ）に入力され、所定の検波・復調処理を施された後に制御に使用される。
【００１０】
一方、前側車両のアンテナ３７Ａから入力されたＡＴＣ信号は、車両３８Ａから３８Ｂに引き回される伝送ケーブルに重畳するノイズに対し、所定以上のＳ／Ｎを確保するために、ＡＴＣ信号用バンドパスフィルタ３２を介した信号がＡＴＣ増幅部３４により増幅され、車両３８Ｂに実装されるＡＴＣ信号用バンドパスフィルタ３３（ＡＴＣ−ＢＰＦ−Ｂ）を介してＡＴＣ受信部３１（ＡＴＣ−ＲＸ）に入力される。
【００１１】
ここで、ＡＴＣ増幅部３４の構成を図４に示す。
このＡＴＣ増幅部３４は、ＡＴＣ信号をレベル調整するための減衰器４１、パイロット信号発信器４４、ＡＴＣ信号とパイロット信号を重畳する重畳部４３、増幅部４３、パイロット信号成分を抽出するバンドパスフィルタ４５、そして増幅部４３の故障を検知する故障検知部４６から構成されている。
減衰器（レベル調整器）４１に入力されたＡＴＣ信号は、ここで路線毎のＡＴＣ信号レベルや各列車毎のＡＴＣ信号の受信部・制御部の総合ゲインに適合するよう、所定のレベルに調整された上で、重畳部４２に入力され、増幅部４３で所定のゲインで増幅された後に、ＡＴＣ信号として後段の制御装置に出力される。
【００１２】
一方、パイロット信号発信器４４から、ＡＴＣ信号とは周波数が異なるパイロット信号が常時出力されており、重畳部４２でＡＴＣ信号と重畳された上で増幅部４３に出力される。
増幅部４３のパイロット信号出力は、そのまま後段の増幅部４３に出力されると同時に、バンドパスフィルタ４５に入力され、ここでＡＴＣ信号成分が除去された後に故障検知部４６に入力される。
故障検知部４５では、増幅部４３によるゲインに従って閾値が設定されており、この閾値を超えるか、あるいは下回るパイロット信号成分が検出された場合には、増幅部４３で所定ゲインの増幅が行われていないことから、増幅部４３の故障とみなし、故障検知出力信号を出力して、故障表示装置や警報装置などの装置に対して所定の処置を促す。
【００１３】
ここで、入力されるＡＴＣ信号レベルはループ毎に一定ではなく、またループからループに跨る時にはレベル瞬断等により大きく変動するため、故障検知部の入力信号に使用する場合、閾値を一定値にすると、正常時にも異常と判断されてしまう可能性がある。そこで、列車の走行状態によらず、ＡＴＣ信号とは周波数が異なるパイロット信号を一定レベルで常時発信して故障検知部の閾値を固定としている。
【００１４】
このように、従来のモノレール用の車上保安システムでは、ＡＴＣ増幅部内でパイロット信号を用いた故障検知を行っており、次の点が課題となっていた。
（１）故障検知部への入力信号にＡＴＣ信号とパイロット信号が重畳されているため、ＡＴＣ信号を除去してパイロット信号のみを取り出すためのバンドパスフィルタ４５が必要である。
（２）同じく、ＡＴＣ増幅部３４の後段のＡＴＣ受信部３１への入力信号にもＡＴＣ信号とパイロット信号が重畳されているため、パイロット信号を除去して、ＡＴＣ信号のみを取り出すためのバンドパスフィルタ（図示せず）が必要である。
（３）パイロット信号の伝送経路に、ＡＴＣ信号のレベル調整を行うレベル調整用減衰器４１が含まれていないため、この減衰器４１で故障が発生した場合に故障検知できない。
（４）ＡＴＣ増幅部３４とＡＴＣ受信部３１との間は、ＡＴＣ信号とパイロット信号が重畳されているため、互いの高調波を含めた各成分間の混変調信号がＡＴＣ信号帯へのノイズとして作用し悪影響を及ぼす可能性がある。
とくに、ＡＴＣ信号の情報量を格段に増加させ、列車の制限速度情報に加え、１００パターン以上の停止目標軌道情報を包含させるなど、きめ細かな列車制御を可能にし、列車間隔の短縮化を実現する観点等から、近年ＡＴＣ信号のデジタル化が進んでいるが、ＡＴＣ信号にディジタル情報を利用する場合、その利点を活かすため、ＡＴＣ信号帯域をアナログ情報の場合よりも広域とする必要があり、さらにアナログ伝送よりもＳ／Ｎを大きくとる必要があるため、ＡＴＣ信号伝送系のレベルダイヤ設計に支障をきたす可能性がある。
（５）ＡＴＣ信号とパイロット信号を重畳させるため、装置を構成する電子部品の耐量を大きくする必要があり、ＡＴＣ増幅部が大型化してしまう。
【００１５】
以上の背景に基づき、本発明のＡＴＣ車上装置は、先に述べた４つの課題を解決するため、パイロット信号を重畳することなく、確実な故障検知を可能にすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するため、本発明のＡＴＣ車上装置は、入力されたＡＴＣ信号を電力増幅させる増幅部と該増幅部の故障を検知してＡＴＣ信号の出力を遮断する機構を設けた故障検知部とを有するＡＴＣ車上装置において、次のような手段を講じた。すなわち、
（１）前記増幅部の後段に前記ＡＴＣ信号の電力を可変調整するレベル調整器を配置し、前記故障検知部は、前記増幅部に入力されるＡＴＣ信号入力電圧、前記レベル調整器から出力されるＡＴＣ信号出力電圧及び前記レベル調整器のゲイン設定値を入力し、前記ＡＴＣ信号入力電圧とＡＴＣ信号出力電圧の比を演算し、前記増幅部のゲインとレベル調整器のゲイン設定値とから求められるゲインの合計と前記比を比較することにより、前記増幅部及びレベル調整器の作動を監視し、前記ゲインの合計と前記比との間に所定の範囲以上の差が発生した場合には、前記増幅部またはレベル調整器に故障が発生したと判断して、ＡＴＣ信号の出力を遮断するようにした。
【００１７】
（２）前記ＡＴＣ信号入力電圧と前記増幅部により増幅されたＡＴＣ信号との比を演算し、該比を前記増幅部のゲインと比較することにより前記増幅部あるいは前記レベル調整器のいずれが故障したかを判別するようにした。
【００１８】
（３）上記のＡＴＣ車上装置において、前記増幅部の前段に前記ＡＴＣ信号の電力を可変調整するレベル調整器を配置し、前記故障検知部は、前記レベル調整器に入力されるＡＴＣ信号入力電圧、前記増幅部から出力されるＡＴＣ信号出力電圧及び前記レベル調整器のゲイン設定値を入力し、前記ＡＴＣ信号入力電圧とＡＴＣ信号出力電圧の比を演算し、前記増幅部のゲインとレベル調整器のゲイン設定値とから求められるゲインの合計と前記比を比較することにより、前記増幅部及びレベル調整器の作動を監視し、前記ゲインの合計と前記比との間に所定の範囲以上の差が発生した場合には、前記増幅部またはレベル調整器に故障が発生したと判断してＡＴＣ信号の出力を遮断するようにした。
【００１９】
（４）前記ＡＴＣ信号入力電圧と前記レベル調整器により電力を可変調整されたＡＴＣ信号との比を演算し、該比を前記ゲイン設定値と比較することにより前記増幅部あるいは前記レベル調整器のいずれが故障したかを判別するようにした。
【００２０】
（５）その際、前記増幅部あるいは前記レベル調整器のいずれの故障を判別する際、正常範囲を最大でも±１ｄＢ（±１２％）以下としたり、正常範囲外の継続時間を、最小でも１０ｍＳ以上と限定してもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によるＡＴＣ車上装置では、ＡＴＣ信号にパイロット信号を使用することなく、増幅部あるいはレベル調整器によるゲインの異常を、ＡＴＣ信号入力電圧とＡＴＣ信号出力電圧とを比較することにより検出しているので、ＡＴＣ信号に対するノイズ成分を大きく低減することができる。
また、故障検知部の前段にＡＴＣ信号を除去するためのバンドパスフィルタを実装することが不要となり、またＡＴＣ受信部の前段にパイロット信号を除去するためのバンドパスフィルタを実装することが不要となる。さらに増幅部の入力電圧とレベル調整部の出力電圧の比を演算し、増幅部の固定ゲインとレベル調整部の可変ゲインとから求められるゲインの合計と前記比との差を監視し、所定の範囲以上の差が発生した場合には前記増幅部とレベル調整部に故障が発生したと判断することにより、列車の走行状態に影響を受けることなく常時ＡＴＣ増幅器のいずれの部分の故障検知を行うことが可能となり、システムの稼働率を高めることができる。
しかも、ＡＴＣ信号に対して不要な信号を重畳することなくＡＴＣ受信部に信号伝送が可能となるため、ＡＴＣ信号のＳ／Ｎ確保が容易になり、またＡＴＣ信号のみの耐量を考慮すればよいためＡＴＣ増幅器の小型化が図れるとともに、ＡＴＣ信号のディジタル化に当たってＡＴＣ信号帯域を広域化しても高Ｓ／Ｎ比を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明によるＡＴＣ車上システムブロック図。
【図２】本発明のＡＴＣ増幅部のブロック図。
【図３】従来のモノレール用ＡＴＣ車上システムブロック図。
【図４】従来のＡＴＣ増幅部のブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を用いて本発明の具体的な実施例を説明する。
【実施例】
【００２４】
図１は、モノレール用ディジタルＡＴＣシステムに本発明を適用したＡＴＣ車上システムの構成図である。
前後の先頭車両１８Ａ・１８Ｂには、ループコイルを介して地上側にＴＤ信号を送信するとともに、同じくループコイルを介して地上側からＡＴＣ信号を受信する車両アンテナ１７Ａ・１７Ｂが搭載されている。
後側先頭車両１８Ｂには、ＡＴＣ受信部（ＡＴＣ−ＲＸ）１１、ＡＴＣ信号用バンドパスフィルタ１２（ＡＴＣ−ＢＰＦ−Ａ）並びにＴＤ信号（列車検知信号）を送信するＴＤ信号送信部１５Ａ（ＴＤ−ＴＸ−Ａ）１５Ｂ（ＴＤ−ＴＸ−Ｂ）及びＴＤ信号用バンドパスフィルタ１６（ＴＤ−ＢＰＦ）が実装されている。
また、前側先頭車両１１Ａには、ＡＴＣ信号用バンドパスフィルタ１２（ＡＴＣ−ＢＰＦ−Ａ）及びＡＴＣ増幅器１４（ＡＴＣ−ＡＭＰ）並びにＴＤ信号用バンドパスフィルタ１６（ＴＤ−ＢＰＦ）が実装されている。
【００２５】
まず、ＴＤ信号送信系について説明する。ＴＤ送信部１５Ａ（ＴＡ−ＴＸ−Ａ）・１５Ｂ（ＴＡ−ＴＸ−Ｂ）は、車両１８Ａ及び１８Ｂの最前部（最後部）に実装されているアンテナ１７Ａ・１７ＢからＴＤ信号を地上装置に送信するため、ＴＤ信号用バンドパスフィルタ１６にＴＤ信号を出力する。本バンドパスフィルタ１６は、地上から送信されたＡＴＣ信号がアンテナ１７Ａ・１７Ｂを介して車上に受信されていることから、ＡＴＣ信号を除去してＴＤ送信部１５Ａ、１５Ｂに回り込んでこないようにするために設けられている。また、ＴＤ信号用バンドパスフィルタ１６から出力されたＴＤ信号は、ＡＴＣ信号用バンドパスフィルタ１２（ＡＴＣ−ＢＰＦ−Ａ）により除去され、ＡＴＣ受信部１１に回り込むことなくアンテナ１７Ａ・１７Ｂから出力される。
【００２６】
次に、ＡＴＣ信号受信系について説明する。地上から送信されたＡＴＣ信号はアンテナ１７Ａ・１７Ｂから受信され、ＡＴＣ信号用バンドパスフィルタ１２に入力される。ここで、前述のとおり、ＴＤ送信系から回り込んだＴＤ信号が除去される。アンテナ１７Ｂから入力されたＡＴＣ信号は、バンドパスフィルタ１２を通過後、直接ＡＴＣ受信部１１に入力され、所定の検波・復調処理を施された後に制御に使用される。一方、１７Ａのアンテナから入力されたＡＴＣ信号は、車両１８Ａから車両１８Ｂに実装される引き回される伝送ケーブルに重畳するノイズとのＳ／Ｎを確保するためにＡＴＣ増幅器１４により増幅されＡＴＣ受信部１１に入力される。
【００２７】
ここで、ＡＴＣ増幅器１４の構成を図２に示す。ＡＴＣ増幅器１４は、増幅部２１、レベル調整部２２、増幅部２３とレベル調整部の故障検知部２３とから構成される。増幅部２１に入力されたＡＴＣ信号は、ここで所定のゲインＧ１で電力増幅されてレベル調整部２２に入力される。ここで任意のゲインＧ２でレベル調整された後に後段の装置に出力される。一方、増幅部２１の入力信号Ｖｉｎとレベル調整部２２の出力信号Ｖｏｕｔは、故障検知部２３に入力され、この故障検知部２３では、増幅部２１のゲインＧ１とレベル調整部２２のゲインＧ２とを基に、下記（１）式の故障検知則により故障を検知するようにしている。
｛（Ｇ１×Ｇ２）×Ｋ１｝＜（Ｖｏｕｔ／Ｖｉｎ）＜｛（Ｇ１×Ｇ２）×Ｋ２｝・・（１）
（ただし、Ｋ１＜１、Ｋ２＞１）
【００２８】
すなわち、Ｖｏｕｔ／Ｖｉｎが（１）式を満たしていれば、増幅部２１とレベル調整部２２は正常と判断し、Ｖｏｕｔ／Ｖｉｎが（１）式を満たしていなければ増幅部２１とレベル調整部２２の故障と見なし、故障検知出力信号を出力して他装置に対して所定の処置を促す。
なお、上記実施例において、ＡＴＣ増幅部２１後段とレベル調整器２２との接続部からＡＴＣ増幅部２１により増幅されたＡＴＣ信号を取り出し、ＡＴＣ増幅部２１に入力されたＡＴＣ信号に対する比を演算し、この比とＡＴＣ増幅部２１の固定ゲインとを比較することにより、ＡＴＣ増幅部２１の異常を単独に判定することができ、前述の（１）式による判定と合わせれば、ＡＴＣ増幅部２１あるいはレベル調整器２２のいずれが故障したかを判定することができる。
また、上記の実施例では、ＡＴＣ増幅部２１の後段にレベル調整器２２を設けたが、レベル調整器２２を前段に設け、その後段にＡＴＣ増幅部２１を設けてもよい。
【００２９】
その際、増幅部２１のゲインＧ１とレベル調整部２２のゲインＧ２について、正常範囲として、最大でも０．８８＜Ｋ１＜１、１＜Ｋ２＜１．１２、すなわち±１２％、±１ｄｂに限定するとより正確な故障判定を行うことができる。
すなわち、Ｇ１及びＧ２を決定する要素が、増幅部２１やレベル調整部２２を構成する回路定数のうち抵抗器に支配されるためであり、抵抗器の精度は±０．５％〜±５％程度が主流であること、及びＫ１・Ｋ２の下限・上限をこのように定めることにより、増幅部２１やレベル調整部２２自体の故障検知精度を高め，確実な故障検知を実現することができる。
また、Ｋ１・Ｋ２の限定の有無にかかわらず、（１）式の範囲外となり故障判定するまでの継続時間は少なくとも１０ｍＳ以上とすることができる。これにより、１０ｍＳ未満の継続時間で（１）式の範囲外となっても、ノイズ等による瞬時の変動と判別することができ、その結果、増幅部２１やレベル調整部２２の回路の時定数を最小でも数ｍＳとすることができ、さらに故障検知部内の処理時間遅れも最小でも数ｍＳとすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
上述のとおり、本発明によるＡＴＣ車上装置では、ＡＴＣ信号と周波数の異なるパイロット信号を使用していないので、ＡＴＣ信号に重畳されるノイズ成分が軽減されるとともに、故障検知部の前段にＡＴＣ信号を除去するためのバンドパスフィルタや、ＡＴＣ受信部の前段にパイロット信号を除去するためのバンドパスフィルタを実装することが不要となり、低コストで信頼性の高いＡＴＣ車上装置を実現でき、しかも、ＡＴＣ信号のディジタル化に非常に有利であることから、列車運行制御システムに広くて利用されることが期待される。
【符号の説明】
【００３１】
１１：ＡＴＣ受信部、１２：ＡＴＣ信号用バンドパスフィルタ、１４：ＡＴＣ増幅器、１５Ａ・１Ｂ：ＴＤ送信部、１６：ＴＤ信号用バンドパスフィルタ、１７Ａ・１７Ｂ：アンテナ、１８Ａ・１８Ｂ：車両
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されたＡＴＣ信号を電力増幅させる増幅部と該増幅部の故障を検知してＡＴＣ信号の出力を遮断する機構を設けた故障検知部とを有するＡＴＣ車上装置において、
前記増幅部の後段に前記ＡＴＣ信号の電力を可変調整するレベル調整器を配置し、
前記故障検知部は、前記増幅部に入力されるＡＴＣ信号入力電圧、前記レベル調整器から出力されるＡＴＣ信号出力電圧及び前記レベル調整器のゲイン設定値を入力し、前記ＡＴＣ信号入力電圧とＡＴＣ信号出力電圧の比を演算し、前記増幅部のゲインとレベル調整器のゲイン設定値とから求められるゲインの合計と前記比を比較することにより、前記増幅部及びレベル調整器の作動を監視し、前記ゲインの合計と前記比との間に所定の範囲以上の差が発生した場合には、前記増幅部またはレベル調整器に故障が発生したと判断して、ＡＴＣ信号の出力を遮断することを特徴とするＡＴＣ車上装置。
【請求項２】
前記ＡＴＣ信号入力電圧と前記増幅部により増幅されたＡＴＣ信号との比を演算し、該比を前記増幅部のゲインと比較することにより前記増幅部あるいは前記レベル調整器のいずれが故障したかを判別する請求項１に記載のＡＴＣ車上装置。
【請求項３】
入力されたＡＴＣ信号を電力増幅させる増幅部と、該前記増幅部の故障を検知してＡＴＣ信号の出力を遮断する機構を設けた故障検知部とを有するＡＴＣ車上装置において、
前記増幅部の前段に前記ＡＴＣ信号の電力を可変調整するレベル調整器を配置し、前記故障検知部は、前記レベル調整器に入力されるＡＴＣ信号入力電圧、前記増幅部から出力されるＡＴＣ信号出力電圧及び前記レベル調整器のゲイン設定値を入力し、前記ＡＴＣ信号入力電圧とＡＴＣ信号出力電圧の比を演算し、前記増幅部のゲインとレベル調整器のゲイン設定値とから求められるゲインの合計と前記比を比較することにより、前記増幅部及びレベル調整器の作動を監視し、前記ゲインの合計と前記比との間に所定の範囲以上の差が発生した場合には、前記増幅部またはレベル調整器に故障が発生したと判断して、ＡＴＣ信号の出力を遮断することを特徴とするＡＴＣ車上装置。
【請求項４】
前記ＡＴＣ信号入力電圧と前記レベル調整器により電力を可変調整されたＡＴＣ信号との比を演算し、該比を前記ゲイン設定値と比較することにより前記増幅部あるいは前記レベル調整器のいずれが故障したかを判別する請求項３に記載のＡＴＣ車上装置。
【請求項５】
前記増幅部あるいは前記レベル調整器のいずれの故障を判別する際、正常範囲を最大でも±１ｄＢ（±１２％）以下とすることを特徴とする請求項１ないし請求項４に記載のＡＴＣ車上装置。
【請求項６】
前記増幅部あるいは前記レベル調整器のいずれの故障を判別する際、正常範囲外の継続時間を、最小でも１０ｍＳ以上とすることを特徴とする請求項１ないし請求項４に記載のＡＴＣ車上装置。
【請求項１】
入力されたＡＴＣ信号を電力増幅させる増幅部と該増幅部の故障を検知してＡＴＣ信号の出力を遮断する機構を設けた故障検知部とを有するＡＴＣ車上装置において、
前記増幅部の後段に前記ＡＴＣ信号の電力を可変調整するレベル調整器を配置し、
前記故障検知部は、前記増幅部に入力されるＡＴＣ信号入力電圧、前記レベル調整器から出力されるＡＴＣ信号出力電圧及び前記レベル調整器のゲイン設定値を入力し、前記ＡＴＣ信号入力電圧とＡＴＣ信号出力電圧の比を演算し、前記増幅部のゲインとレベル調整器のゲイン設定値とから求められるゲインの合計と前記比を比較することにより、前記増幅部及びレベル調整器の作動を監視し、前記ゲインの合計と前記比との間に所定の範囲以上の差が発生した場合には、前記増幅部またはレベル調整器に故障が発生したと判断して、ＡＴＣ信号の出力を遮断することを特徴とするＡＴＣ車上装置。
【請求項２】
前記ＡＴＣ信号入力電圧と前記増幅部により増幅されたＡＴＣ信号との比を演算し、該比を前記増幅部のゲインと比較することにより前記増幅部あるいは前記レベル調整器のいずれが故障したかを判別する請求項１に記載のＡＴＣ車上装置。
【請求項３】
入力されたＡＴＣ信号を電力増幅させる増幅部と、該前記増幅部の故障を検知してＡＴＣ信号の出力を遮断する機構を設けた故障検知部とを有するＡＴＣ車上装置において、
前記増幅部の前段に前記ＡＴＣ信号の電力を可変調整するレベル調整器を配置し、前記故障検知部は、前記レベル調整器に入力されるＡＴＣ信号入力電圧、前記増幅部から出力されるＡＴＣ信号出力電圧及び前記レベル調整器のゲイン設定値を入力し、前記ＡＴＣ信号入力電圧とＡＴＣ信号出力電圧の比を演算し、前記増幅部のゲインとレベル調整器のゲイン設定値とから求められるゲインの合計と前記比を比較することにより、前記増幅部及びレベル調整器の作動を監視し、前記ゲインの合計と前記比との間に所定の範囲以上の差が発生した場合には、前記増幅部またはレベル調整器に故障が発生したと判断して、ＡＴＣ信号の出力を遮断することを特徴とするＡＴＣ車上装置。
【請求項４】
前記ＡＴＣ信号入力電圧と前記レベル調整器により電力を可変調整されたＡＴＣ信号との比を演算し、該比を前記ゲイン設定値と比較することにより前記増幅部あるいは前記レベル調整器のいずれが故障したかを判別する請求項３に記載のＡＴＣ車上装置。
【請求項５】
前記増幅部あるいは前記レベル調整器のいずれの故障を判別する際、正常範囲を最大でも±１ｄＢ（±１２％）以下とすることを特徴とする請求項１ないし請求項４に記載のＡＴＣ車上装置。
【請求項６】
前記増幅部あるいは前記レベル調整器のいずれの故障を判別する際、正常範囲外の継続時間を、最小でも１０ｍＳ以上とすることを特徴とする請求項１ないし請求項４に記載のＡＴＣ車上装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−５６５１５（Ｐ２０１２−５６５１５Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０３４５４（Ｐ２０１０−２０３４５４）
【出願日】平成２２年９月１０日（２０１０．９．１０）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１０日（２０１０．９．１０）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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