ＡＴＳ−Ｐ符号処理器
【課題】モデムＩＣの複数化を契機として故障判別を細分化するとともに、それが有効に機能するよう回路構成を更に改良する。
【解決手段】ポーリング電文Ｐが正常なら正常なアンサ電文Ａを返すが軽度な異常では受信電文を返信し中度の異常なら返信しない地上子１１それぞれに個別の半二重通信回線で接続されていて地上子１１の故障時には回路２９で電力供給を断つＡＴＳ−Ｐ符号処理器において、送信部と受信部を搭載したモデムＩＣ２７を複数導入して、送信部と受信部の組を半二重通信回線と地上子１１に対し個別に割り当てる際、同組の送信部と受信部は別のモデムＩＣ２７から選出し、しかも各モデムＩＣからは別組の送信部と受信部を選出し、更に電文判別手段４３には、ループバック電文Ｑとアンサ電文Ａの受信状態に応じて地上子１１ばかりか送信部や受信部が正常か故障かまで判定させる。
【解決手段】ポーリング電文Ｐが正常なら正常なアンサ電文Ａを返すが軽度な異常では受信電文を返信し中度の異常なら返信しない地上子１１それぞれに個別の半二重通信回線で接続されていて地上子１１の故障時には回路２９で電力供給を断つＡＴＳ−Ｐ符号処理器において、送信部と受信部を搭載したモデムＩＣ２７を複数導入して、送信部と受信部の組を半二重通信回線と地上子１１に対し個別に割り当てる際、同組の送信部と受信部は別のモデムＩＣ２７から選出し、しかも各モデムＩＣからは別組の送信部と受信部を選出し、更に電文判別手段４３には、ループバック電文Ｑとアンサ電文Ａの受信状態に応じて地上子１１ばかりか送信部や受信部が正常か故障かまで判定させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＡＴＳ(Automatic Train Stop 自動列車停止装置）のうち、有電源トランスポンダによるＡＴＳであるＡＴＳ−Ｐに関し、詳しくはＡＴＳ−Ｐの地上設備のうち、ＡＴＳ−Ｐ符号処理器に関し、更に詳しくは、地上子側との電文の送受信の状態に基づいて故障を検知するＡＴＳ−Ｐ符号処理器に関する。
【背景技術】
【０００２】
［前提技術］
ＡＴＳ−Ｐでは一台のＡＴＳ−Ｐ符号処理器（ＥＣ，質問器）に対して一台または複数台の地上子（中継器，応答器）がケーブルで接続されるが、ＡＴＳ−ＰのうちＡＴＳ−Ｐ IＶ型やＡＴＳ−Ｐ IＶ(Ｎ)型さらには統合型ＡＴＳ−Ｐの地上装置では、ＡＴＳ−Ｐ符号処理器と地上子とを繋ぐ情報・電源ケーブルが、複数の地上子で共用されるのでなく、それぞれの地上子が個別に割り当てられた独自のケーブルを占用してＡＴＳ−Ｐ符号処理器と交信するようになっている（例えば非特許文献１参照）。
【０００３】
図５は、そのような個別接続のＡＴＳ−Ｐの地上装置の基本構成を示したものであり、（ａ）が、ＡＴＳ−Ｐ地上装置（ＡＴＳ−Ｐの地上設備）の設置状況のブロック図、（ｂ）が、ＡＴＳ−Ｐ地上装置の概要ブロック図、（ｃ）が、そのうちのＡＴＳ−Ｐ符号処理器２０の概要ブロック図である。また、図６は、（ａ）が、ＡＴＳ−Ｐ符号処理器２０の詳細ブロック図、（ｂ）が、電文送受信状態を示すタイムチャートである。さらに、図７は、（ａ）〜（ｃ）が何れも電文のフレーム構成図、（ｄ）がＡＴＳ−Ｐ符号処理器２０のうちの制御ユニット２１における電文判別手段２３の判別表である。
【０００４】
このＡＴＳ−Ｐ地上装置は（図５（ａ）参照）、線路１０を走行する図示しない列車に搭載されたＡＴＳ−Ｐの車上子や車上装置と協動するものであり、線路１０に沿って地上子１１が幾つか分散設置され、それぞれの地上子１１とＡＴＳ−Ｐ符号処理器２０とが情報・電源ケーブルにて個別に接続されて電文を送受信しうる状態になっており、さらにＡＴＳ−Ｐ符号処理器２０は、上位装置である駅処理装置１２とも光ケーブル等で接続されて交信しうる状態になっている。ＡＴＳ−Ｐ符号処理器２０が複数の場合、それらと駅処理装置１２とは、ケーブルを共用するマルチドロップ方式で接続される。
【０００５】
地上子１１は（図５（ｂ）参照）、接近した車上子との無線通信を可能にするアンテナを主体としたものであり、これには一対一で中継器が組み合わせられている。中継器を内蔵した一体形の地上子１１を図示したが、中継器が地上子１１とは別体になっていてケーブル接続されているものや、中継器が地上子１１とＡＴＳ−Ｐ符号処理器２０とに分かれて組み込まれているものもある。何れの態様であれ、地上子１１は、中継器が組み合わさることで、トランスポンダの応答器として、トランスポンダの質問器であるＡＴＳ−Ｐ符号処理器２０からポーリング電文が送られてくるとそれを受信するとともに、アンサ電文をＡＴＳ−Ｐ符号処理器２０へ返送することができるものとなっている。
【０００６】
駅処理装置１２は（図５（ｂ），（ｃ）参照）、ポーリング電文Ｐのデータ部分を作成してＡＴＳ−Ｐ符号処理器２０に送信するとともに、地上子１１のアンサ電文Ａのうち列車情報などのデータ部分をＡＴＳ−Ｐ符号処理器２０から受信するようになっている。ポーリング先の地上子１１は一定の順序で選択するのが基本であるが列車走行状況等に応じて適宜変更するようにもなっており、ポーリング電文Ｐの内容は信号機の現示情報などに応じて決定するようになっている。なお、システムによっては、信号機の現示情報の取り込みとそれに対応したポーリング電文Ｐの内容決定をＡＴＳ−Ｐ符号処理器２０が行うようになっているものもある。
【０００７】
ＡＴＳ−Ｐ符号処理器２０は（図５（ｂ），（ｃ）参照）、制御ユニット２１とＡＴＳ−Ｐユニット２４とに大別されるが、そのうち制御ユニット２１は、多重系で信頼性の高いフェールセーフコンピュータからなり、駅処理装置１２との交信を担っている。一方、ＡＴＳ−Ｐユニット２４は、多数の地上子１１と個別にケーブル接続されていて、各地上子１１に対し動作電力の供給とポーリング方式での交信を行うものであるが、それを一回線で済ませるために、電力供給は直流重畳で行い、交信は半二重通信で行うようになっている。
【０００８】
制御ユニット２１には（図５（ｃ）参照）、プログラムからなる電文整正手段２２と電文判別手段２３とがインストールされている。
電文整正手段２２は、駅処理装置１２から受け取ったポーリング電文Ｐにチェックコードを付加して電文の体裁を整えてからポーリング電文ＰをＡＴＳ−Ｐユニット２４に引き渡すようになっている。チェックコードにはＣＲＣ（サイクリック冗長度チェック）コードが用いられている。
【０００９】
電文判別手段２３は、電文整正手段２２がポーリング電文ＰをＡＴＳ−Ｐユニット２４に引き渡してから所定時間以内にＡＴＳ−Ｐユニット２４からアンサ電文Ａを受け取ることができたときには、そのアンサ電文Ａについて、フラグの有無やデータのビット数などが正しいか否かを調べるフレームチェックと、ＣＲＣが正しいか否かを調べるコードチェックとを行い、何れも正しければアンサ電文Ａが「正常」と判定するが、そうでなければアンサ電文Ａが「異常」と判定する。電文整正手段２２がポーリング電文ＰをＡＴＳ−Ｐユニット２４に引き渡してから所定時間経ってもＡＴＳ−Ｐユニット２４からアンサ電文Ａを受け取れないときにもアンサ電文Ａが「異常」と判定するようになっている。また、アンサ電文Ａが「異常」のときには、対応する地上子１１が故障したものとして、電力供給制御信号Ｓにて地上子電力供給回路２９を制御して、故障の地上子１１との接続を断たせることも行うようになっている。
【００１０】
ＡＴＳ−Ｐユニット２４は（図５（ｃ）参照）、論理部２５と送受信回路２６と地上子電力供給回路２９とに大別されるが、そのうち論理部２５は、例えばマイクロプロセッサやシステムＬＳＩといった制御・演算・記憶機能を持った回路からなり、制御ユニット２１からポーリング電文Ｐを受け取って一時保持するとともに送受信回路２６を制御してポーリング電文Ｐの送信を行わせることと、送受信回路２６からアンサ電文Ａその他の受信電文を受け取って制御ユニット２１に引き渡すようになっている。送受信回路２６は、既定の変調処理を行ってポーリング電文Ｐの送信を行うとともに、既定の復調処理を行ってアンサ電文Ａ等の受信を行うようになっている。地上子電力供給回路２９は、例えばリレーを用いた開閉回路からなり、各地上子１１との接続を、地上子１１寄りの所で、電力供給制御信号Ｓに従って個別に確立したり断絶したりするようになっている。
【００１１】
［従来技術］
送受信回路２６は（図６（ａ）参照）、モデムが高価だった頃の構成を踏襲していて、電文の送受信を担うモデムＩＣ２７を一個と、送信側のマルチプレクサ２８と、受信側のマルチプレクサ２８とを具えている。なお、アンプ等の図示や説明は割愛している。
モデムＩＣ２７は、送信部と受信部と共通部とを具えているが、最近はデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）をプログラミングにてカスタマイズすることで作り上げられているので、送信部と受信部とが完全に独立している部分が少なく、内部電源回路などの回路ばかりか共用のサブプログラムや上位の管理プログラムの不具合が送受信双方に影響するものとなっている。
【００１２】
マルチプレクサ２８は、何れも、モデムＩＣ２７と地上子電力供給回路２９との間で、論理部２５の制御に従って、交信対象の地上子１１をモデムＩＣ２７に接続させる接続切替を行うものである。そして、ＡＴＳ−Ｐユニット２４では、モデムＩＣ２７の送信ポートに接続されたポーリング電文Ｐ送信用ラインが送信側マルチプレクサ２８の所で地上子１１の個数ｎに分岐するとともに、モデムＩＣ２７の受信ポートに接続されたアンサ電文Ａ受信用ラインが受信側マルチプレクサ２８の所でやはりｎ個に分岐している。また、各地上子１１への外部ケーブルに個別接続されるケーブル接続用ラインも、同じくｎ個に分かれており、各ラインを開閉する地上子電力供給回路２９も、同じくｎ個に分かれており、それらを個別に制御する電力供給制御信号Ｓもｎ個Ｓ１〜Ｓｎに分かれている。
【００１３】
さらに、それらのポーリング電文Ｐ送信用ラインとアンサ電文Ａ受信用ラインとケーブル接続用ラインは、一組ずつ、マルチプレクサ２８と地上子電力供給回路２９との間で、互いに接続されている。そのため、マルチプレクサ２８で接続されている組についてみると（図６（ｂ）参照）、モデムＩＣ２７の送信部から送り出されたポーリング電文Ｐが、送信用ラインとケーブル接続用ラインと個別ケーブルを経て地上子１１に伝わると同時に、送信用ラインと受信用ラインで折り返されて受信部に戻って来てループバック電文Ｑとされる。また、地上子１１から送り出されたアンサ電文Ａが、個別ケーブルとケーブル接続用ラインと受信用ラインを経てモデムＩＣ２７の受信部に伝わる。このようにポーリング電文Ｐもアンサ電文Ａも同じケーブル接続用ラインと個別ケーブルを共用するため、ポーリング電文Ｐの送信とループバック電文Ｑの受信はアンサ電文Ａの無い時に行われる一方、アンサ電文Ａはポーリング電文Ｐから遅れて返信されるので、両方向の電文Ｐ，Ａが時期をずらして送受信される半二重通信が行われるようになっている。
【００１４】
これらのポーリング電文Ｐ，アンサ電文Ａについてフレーム構成および受信状態を詳述すると（図７参照）、各電文は、フレームの先頭に位置していて既定の固定ビットパターンからなる第１のフラグと、信号現示等に応じて内容の変わるデータと、データに応じて内容の変わるＣＲＣと、フレームの最後尾に位置していてやはり既定の固定ビットパターンからなる第２のフラグとを連ねたものであり、それら総てが正しく伝送されれば受信時にフレームチェックもコードチェックもパスして受信電文の状態が「正常」となる（図７（ａ）参照）。
【００１５】
これに対し、フラグは正常に伝送されても、データとＣＲＣの何れか一方または双方が正しく伝送されないと、受信時にコードチェックで不正状態が検出されて、受信電文の状態が異常状態のうち軽度な異常であるデータ不正の「異常（不正）」となる（図７（ｂ）参照）。また、フラグが正常に伝送されなかったときには、受信時にフレームチェックで不正状態が検出されて、受信電文の状態が異常状態のうち中度の異常であるフレーム崩れの「異常（崩れ）」となる（図７（ｃ）参照）。さらに、そもそも電文を所定時間内に受信できなかったときには、受信電文の状態が異常状態のうち重度な異常である受信無しの「異常（無し）」となる（図示せず）。
【００１６】
とはいえ（図７（ｄ）参照）、上述したように、電文判別手段２３は、アンサ電文Ａをチェックする際にアンサ電文Ａが「正常」なのか「異常」なのかを判別するにとどまり、「異常」が、フレームの崩れていない軽度な異常の「異常（不正）」と、フレームの崩れた中度の異常な「異常（崩れ）」と、アンサ電文Ａの受信すらない重度な異常の「異常（無し）」とのうちの何れであるかまでは区別しない。そして、「正常」ならモデムＩＣ２７の送信部も受信部も地上子１１も正常状態「○」であるとして地上子電力供給回路２９に電力供給を継続させるが、アンサ電文Ａが「異常」のときには、モデムＩＣ２７の送信部や受信部は正常状態「○」であるが、地上子１１は故障状態「×」であるとして、地上子電力供給回路２９に電力供給を断絶させるようになっている。
【００１７】
そのため、故障しているのが地上子１１でなくモデムＩＣ２７の送信部や受信部であってもそのような判定が出されることはなく、また、ループバック電文Ｑが正常か異常かの判別がなされることもない。アンサ電文Ａの正否をフェールセーフコンピュータでチェックすることにより、電文伝達経路が全域で正常なのか否かが分かり、電文伝達に不具合の生じたときに該当する地上子１１の動作を強制停止すれば、地上子１１の故障時には故障した地上子１１だけが動作を停止し、モデムＩＣ２７の故障時には総ての地上子１１が動作を停止するので、列車の安全運転に必要なフェールセーフ性が確保されるからである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】鉄道電気技術者のための信号概論「ＡＴＳ・ＡＴＣ」６９−７３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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
このように、従来のＡＴＳ−Ｐ符号処理器では、モデムＩＣを１個として、マルチプレクサで該当地上子を選択し、送受信回路を構成するが、以下の問題点（１）〜（３）がある。列挙すると、問題点（１）は、信頼度を低下させる要因があることであり、問題点（２）は、ポーリング周期が長いため精密な列車制御が出来ないことであり、問題点（３）は、地上子と送受信回路の故障切り分け性能が低いことである。
【００２０】
各問題点を詳述すると、問題点（１）の信頼度低下要因としては、以下の（ア）〜（ウ）が挙げられる。
（ア）モデムは１個で済むが、マルチプレクサ及びその照査回路が必要となり、全体的に複雑な回路構成となる。
（イ）マルチプレクサが故障すると、故障モードによっては全ての地上子との送受信が出来なくなる。
（ウ）１個のモデムが故障すると全ての地上子に対する送受信が不可能となる。
【００２１】
また、問題点（２）としては、時分割に送受信する必要があり、一つの地上子に対するポーリング周期が長いため、列車制御の時間単位が粗く、精密な列車制御が出来ない。
現在、列車走行に合わせて地上子へのポーリング順序を変化させる対策により（列車追跡論理）上記問題に対応しているが、ソフトウェア論理が複雑となる。
【００２２】
さらに、問題点（３）の地上子と送受信回路の故障切り分け性能が低いことについては、上述したように、従来装置は送受信回路もしくは地上子どちらかが異常の場合、最終的には地上子が異常という定義としていた。従来装置は送受信回路が一重系であり、稼働率向上のための系切替を実施する必要が無かったため、「送受信回路」と「地上子」の故障を明確に切り分ける必要が無かったからである。
しかし、今後、地上子は１重系のまま、送受信回路を２重系にしてシステム稼働率の向上を確保する必要が出てきた。このため、確実かつ迅速に地上子と送受信回路の異常を切り分け、系切替を行う必要性が出てきた。
【００２３】
そして、地上子と送受信回路との異常を切り分けるには、そのレベルの細やかさで故障箇所を特定することが必要であり、そのような故障箇所特定手法のうち、追加ハードウェアの必要が無くて小形かつ低コストで実現できる改良案として、送信電文の折り返しであるループバック電文Ｑ及び地上子からの返信であるアンサ電文Ａといった受信電文Ｑ，Ａを監視する方法が考えられる。かかる受信電文監視は、従来のマルチプレクサ方式でも可能だが、従来方式を踏襲したのでは以下の問題点（エ），（オ）がある。
【００２４】
（エ）時分割送受信であるため、１地上子当たりの送受信間隔が長く、迅速に故障検出（送受信回路及び地上子両方）が出来ない。送受信器の故障検出をするときでも、地上子への送信が実施されたときにしか分からないため、マルチプレクサを使用しない場合に比べて、送受信器の故障発生時、正常系に切り替わるまでの時間が長くなる。
（オ）送信電文を折り返すとき、同一のモデムで受信するため、照査としての信頼度が低い。例えば送信電文の崩れによって地上子が無応答となったとき、送信回路単独の問題ではなく、モデム全体の問題(クロックや電源の不安定性等）によって受信回路が正確に機能していない可能性がある。このため、本当に送信電文崩れであるかの検知信頼度が低い。
【００２５】
これらの問題点のうち後者（オ）については、送受信回路を一つの系として考えれば、何らかの異常は検出できるため、これをもって系切替を実施すればよく、送受信回路としての稼働を維持させることができる。現在、故障解析性、要因分析性の向上が求められており、確実に上記事象を捉えるには、他の素子（モデム）で監視（折り返し）した方がより精度向上が実現出来る。
しかし、モデムＩＣが近年は安価かつ小形になったとはいえ、監視のためだけにモデムを追加するのは回路規模増大、コストアップとなり、最良とは言えない。
【００２６】
そこで、モデムＩＣ２７が安価かつ小形になったことを勘案して従来のＡＴＳ−Ｐ符号処理器２０を改良するに際し、送受信回路２６からマルチプレクサ２８を無くし、その代わりにモデムＩＣ２７を複数にするとともに、モデムＩＣ２７と地上子１１とを一対一で接続して、地上子１１に対する電文の送受信を地上子１１毎に独立に行うことも可能なＡＴＳ−Ｐ符号処理器３０を試作した（図８（ａ）参照）。その構成等を説明するが、ここでは、簡明化のため、地上子１１がＮｏ．１とＮｏ．２との二個だけの場合を説明する。
【００２７】
図８は、（ａ）がＡＴＳ−Ｐ符号処理器３０のブロック図、（ｂ）が電文判別手段３３の判別表である。また、図９は、判別時の不具合を示し、（ａ）が、試作前に期待した故障状態と電文受信状態との対応表、（ｂ）が、課題のある故障状態と電文受信状態との対応表、（ｃ）が、電文判別手段３３の判別表である。
ＡＴＳ−Ｐ符号処理器３０は（図８（ａ）参照）、制御ユニット２１を一部改造した制御ユニット３１と、ＡＴＳ−Ｐユニット２４からマルチプレクサ２８を無くした代わりにモデムＩＣ２７をモデムＩＣ１（２７）とモデムＩＣ２（２７）とに複数化するとともに論理部２５を一部改造して論理部３５にしたＡＴＳ−Ｐユニット３４とに大別される。
【００２８】
モデムＩＣ１（２７）は、地上子電力供給回路２９を介して地上子１１Ｎｏ．１に接続されて、それとの半二重通信を担うようになっている。また、モデムＩＣ２（２７）は、地上子電力供給回路２９を介して地上子１１Ｎｏ．２に接続されて、それとの半二重通信を担うようになっている。さらに、論理部３５は、マルチプレクサ２８の制御という役目を解かれた代わりに、交信対象の地上子１１に接続されたモデムＩＣ２７を選択して、そのモデムＩＣ２７を個別に制御してポーリング電文Ｐやアンサ電文Ａ及びループバック電文Ｑの授受を行うようになっている。また、電文判別手段３３はアンサ電文Ａだけでなくループバック電文Ｑもチェックして細かな判別を行うようになっている。
【００２９】
すなわち、地上子１１だけでなくモデムＩＣ２７についても複数物のうちどれが故障したのかを特定して修理や交換などの作業が容易かつ的確に行えるようにするとともに、予備などの冗長性を具える余裕があれば予備等への切替を手動や自動で素早く行えるようにするために、できるだけ細分化して、地上子１１とモデムＩＣ２７との切り分けに加え、モデムＩＣ２７における送信部と受信部との切り分けも、試みている。
具体的には（図８（ｂ）参照）、送信部が正常で受信部も正常で地上子も正常であれば、ループバック電文Ｑが正常になるとともにアンサ電文Ａも正常になり、逆にループバック電文Ｑが正常になってアンサ電文Ａも正常になる場合は、送信部が正常状態「○」であり受信部も正常状態「○」であり地上子も正常状態「○」であるときがほとんであると考えられるので、そのような判別条件が判定表に規定されている（Ｃ１行）。
【００３０】
同様の考え方で、かつ、ＡＴＳ−Ｐの地上子１１は、ポーリング電文Ｐを正常に受信できたときには応答データを含んだ正常なアンサ電文Ａを返信するが、ＣＲＣコードチェックで異常が見つかったときには受信した異常なポーリング電文Ｐをそのままアンサ電文Ａとして返信し、フレームチェックで異常が見つかったときにはアンサ電文Ａを返信しないようになっている、ということを前提として、判定表には、更に、ループバック電文Ｑが正常なのにアンサ電文Ａが「異常（不正）」か「異常（崩れ）」か「異常（無し）」のときは送信部が正常状態「○」であり受信部も正常状態「○」であるが地上子は故障状態「×」であると規定され（Ｃ２行）、ループバック電文Ｑもアンサ電文Ａも「異常（無し）」のときは送信部と受信部の何れか一方または双方が故障状態「×」であるが地上子は正常状態「○」であると規定されている（Ｃ１１行）。
【００３１】
また、ループバック電文Ｑが「異常（不正）」のときには（Ｃ３〜Ｃ６行）、アンサ電文Ａで更に細分化され、アンサ電文Ａが正常なときには、送信部が故障状態「×」であり受信部は正常状態「○」であるが地上子は故障状態「×」であると規定され（Ｃ３行）、アンサ電文Ａが「異常（不正）」のときは、送信部が故障状態「×」であるが受信部は正常状態「○」であり地上子も正常状態「○」であると規定され（Ｃ４行）、アンサ電文Ａが「異常（崩れ）」のときと「異常（無し）」のときは、送信部が故障状態「×」であり受信部は正常状態「○」であるが地上子は故障状態「×」であると規定されている（Ｃ５，Ｃ６行）。
【００３２】
さらに、ループバック電文Ｑが「異常（崩れ）」のときにも（Ｃ７〜Ｃ１０行）、アンサ電文Ａで更に細分化され、アンサ電文Ａが正常なときと「異常（不正）」のときには、送信部が故障状態「×」であり受信部は正常状態「○」であるが地上子は故障状態「×」であると規定され（Ｃ７，Ｃ８行）、アンサ電文Ａが「異常（崩れ）」のときは、送信部は正常状態「○」であるが受信部が故障状態「×」であり地上子は正常状態「○」であると規定され（Ｃ９行）、アンサ電文Ａが「異常（無し）」のときは送信部が故障状態「×」であるが受信部は正常状態「○」であり地上子も正常状態「○」であると規定されている（Ｃ１０行）。
【００３３】
そして、このような木目細かい判別に基づく故障部位の特定により、系切替や修繕といった不具合対応が迅速かつ的確に行えるようになると思われた。
しかしながら、仕様の具体化とともに動作検証や効果確認などを注意深く進めたところ、上述の当初案（図８（ａ）参照）では期待した効果が十分には得られないことが判明した。その構成では、一の地上子１１に対応する送信部と受信部とが一のモデムＩＣ２７に搭載されているうえ、デジタルシグナルプロセッサ化が進んで共通部が増えたため、送信部の故障と受信部の故障とに強い相関があり、一方が故障すると他方も同時に故障状態になることが多く、そのような状況では送信部の故障と受信部の故障と地上子とがそれぞれ故障した場合を想定して場合分けを細分化する判別手法が無力化されるからである。そのため、上述した問題点（３）の（オ）項が未だ十分には解決されていない。
【００３４】
ループバック電文Ｑが「異常（崩れ）」になったときの判別部分（図８（ｂ）Ｃ７〜Ｃ１０参照）を具体例として上記の解決不足部分を詳述すると、送信部と受信部のうち何れか一方が故障するとその故障が他方にも及ぶため（図９（ａ）矢付き破線を参照）、しばしば送信部も受信部も故障状態「×」となる（図９（ｂ）☆印を参照）。その場合、ループバック電文Ｑは、「異常（崩れ）」にとどまることもあるが、「異常（無し）」になることが多く（図９（ｂ）Ｃ７，Ｃ８，Ｃ１０行☆印を参照）、アンサ電文Ａは、正常から「異常（不正）」や「異常（崩れ）」になったり（図９（ｂ）Ｃ７行☆印を参照）、「異常（不正）」から「異常（崩れ）」に（図９（ｂ）Ｃ８☆印を参照）、「異常（崩れ）」から「異常（無し）」になってしまう（図９（ｂ）Ｃ９行☆印を参照）。
【００３５】
そうすると、地上子が正常状態「○」であれば切り分けられると思われた送信部と受信部の故障が切り分けられなくなるうえ（図９（ｂ）Ｃ９，Ｃ１０行から図９（ｃ）のＣ１１行への矢印を参照）、故障状態「×」の地上子が正常状態「○」と判別されてしまうことにもなる（図９★印参照、図９（ｂ）Ｃ７，Ｃ８行から図９（ｃ）のＣ９，Ｃ１０，Ｃ１１行への矢印を参照）。これでは、ループバック電文Ｑが「異常（崩れ）」時の判別部分の有用性が乏しい。詳細な説明は割愛するが「異常（不正）」時の判別も同様である。
そこで、モデムＩＣの複数化を契機とした故障判別の細分化が有効に機能するよう、回路構成等に更なる工夫を凝らすことが、技術的な課題となる。また、その改造に際しては、回路の複雑化や規模増大を避けて簡便に実現することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
本発明のＡＴＳ−Ｐ符号処理器は（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、鉄道の線路に沿って配設されていて何れも正常なポーリング電文には正常なアンサ電文を返信するがフレームの崩れていない軽度な異常のポーリング電文にはその受信電文をそのままアンサ電文として返信しフレームの崩れた中度の異常なポーリング電文にはアンサ電文を返信しない複数の地上子それぞれに個別の半二重通信回線で接続されるとともに前記地上子の故障時には該当する前記半二重通信回線での電力供給を断つＡＴＳ−Ｐ符号処理器において、前記半二重通信回線を介してポーリング電文を送信する送信部とアンサ電文を受信する受信部との組が前記半二重通信回線の回線数以上設けられて前記半二重通信回線に対し個別に割り当てられており、同じ組に属する前記送信部と前記受信部が別のモデムＩＣに搭載されており、前記モデムＩＣは別の組に属する前記送信部と前記受信部を搭載しており、アンサ電文が正常か異常かに応じて前記地上子が正常か故障かを判定する電文判別手段が、ポーリング電文を折り返し受信したループバック電文が正常か異常かに応じて前記地上子の故障判定に加えて前記送信部と前記受信部が正常か故障かまで判定するようになっていることを特徴とする。
【００３７】
また、本発明のＡＴＳ−Ｐ符号処理器は（解決手段２）、上記解決手段１のＡＴＳ−Ｐ符号処理器であって、前記電文判別手段が、前記アンサ電文と前記ループバック電文とのうち何れか一方または双方について受信電文が正常か異常かの場合分けを行う際に、異常のときにはその異常がフレームの崩れていない軽度な異常なのかフレームの崩れた中度の異常なのか電文の受信すらない重度な異常なのかという細分化を行うようになっていることを特徴とする。
【００３８】
さらに、本発明のＡＴＳ−Ｐ符号処理器は（解決手段３）、上記解決手段１，２のＡＴＳ−Ｐ符号処理器であって、前記半二重通信回線に割り当てられている前記送信部と前記受信部とが正常な間はポーリング電文を前記半二重通信回線に送出しない予備のモデムＩＣが設けられており、前記送信部と前記受信部とのうち何れか一つ又は複数が故障したが地上子は正常であると前記電文判別手段が判定したときには、その故障部を搭載した前記モデムＩＣに代えて前記の予備のモデムＩＣの送信部または受信部を該当する前記半二重通信回線に割り当てるようになっていることを特徴とする。
【００３９】
また、本発明のＡＴＳ−Ｐ符号処理器は（解決手段４）、上記解決手段１〜３のＡＴＳ−Ｐ符号処理器を複数具備していて、そのうち一つには稼動系として前記地上子へポーリング電文を送信させるが他のものは待機系としてそこからは前記地上子にポーリング電文が送信されないようにするとともに、前記稼動系に故障が生じたときにはそれに代えて前記待機系の何れかを稼動させるようになっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４０】
このような本発明のＡＴＳ−Ｐ符号処理器にあっては（解決手段１，解決手段２）、故障発生時に無条件で地上子への電力供給を断つだけでなく安全性を確保しながら他の対処も選択できるようにするために、改良が重ねられている。
すなわち、先ず、送信部と受信部とを搭載したモデムＩＣを複数用いて送信部及び受信部を各地上子に一対一で割り付けることでマルチプレクサが省かれている。
そして、これによって、上述した問題点（１）の（ア）〜（ウ）項と問題点（２）と問題点（３）の（エ）項とが解決されている。
【００４１】
また、それに加えて、正常か故障かを判別するのにアンサ電文の受信状態だけでなくループバック電文の受信状態によっても場合分けして故障の有無に加えて故障部位まで切り分ける、という改良を行ったうえ更に、半二重通信回線ひいては地上子それぞれに一組ずつ送信部と受信部を割り当てる際に、同じ組に属するの送信部と受信部を別のモデムＩＣから選定して組み合わせるようにしたことにより、判別の場合分けの対象となる各組における送信部と受信部とについて故障発生の相関がほとんど無くなるため、モデムＩＣの複数化を契機とした故障判別の細分化が有効に機能することとなる。しかも、その更なる改良は配線変更で簡便に実現される。
これによって、上述した問題点（３）の（オ）項まで解決されている。
【００４２】
また、本発明のＡＴＳ−Ｐ符号処理器にあっては（解決手段３，解決手段４）、送受信回路の故障と地上子の故障とが切り分けられることに基づいて送受信回路が故障したときに地上子が故障していなければ、送受信の担当を故障回路から予備や待機系へ切り替えることが迅速に行え、そうすることでＡＴＳ−Ｐ地上装置の全体動作が適切な状態に維持される。そのため、本発明の契機となった「地上子は１重系のまま送受信回路を２重系にしてシステム稼働率の向上を確保する必要が出てきたため確実かつ迅速に地上子と送受信回路の異常を切り分けて系切替を行う」という要請に応えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施例１について、ＡＴＳ−Ｐ符号処理器の構造を示し、（ａ）が全体のブロック図、（ｂ）が電文判別手段の判定表である。
【図２】本発明の実施例２について、ＡＴＳ−Ｐ符号処理器のＡＴＳ−Ｐユニットの構造を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例３について、ＡＴＳ−Ｐ符号処理器のＡＴＳ−Ｐユニットの構造を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例４について、（ａ），（ｂ）何れもＡＴＳ−Ｐ符号処理器を二系統にしたものの構造を示すブロック図である。
【図５】前提技術に関し、（ａ）がＡＴＳ−Ｐ地上設備の設置状況のブロック図、（ｂ）がＡＴＳ−Ｐ地上設備の概要ブロック図、（ｃ）がＡＴＳ−Ｐ符号処理器の概要ブロック図である。
【図６】従来技術に関し、（ａ）がＡＴＳ−Ｐ符号処理器の詳細ブロック図、（ｂ）が電文送受信状態を示すタイムチャートである。
【図７】従来技術に関し、（ａ）〜（ｃ）が何れも電文のフレーム構成図、（ｄ）が電文判別手段の判別表である。
【図８】本発明の技術課題を顕在化させるに至った当初改良案について、ＡＴＳ−Ｐ符号処理器の構造を示し、（ａ）がＡＴＳ−Ｐ符号処理器のブロック図、（ｂ）が電文判別手段の判別表である。
【図９】本発明の技術課題について、判別時の不具合を示し、（ａ）が、期待した故障状態と電文受信状態との対応表、（ｂ）が、課題のある故障状態と電文受信状態との対応表、（ｃ）が、電文判別手段の判別表である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
このような本発明のＡＴＳ−Ｐ符号処理器について、これを実施するための具体的な形態を、以下の実施例１〜４により説明する。
図１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）を具現化したものであり、図２に示した実施例２は、その実用的な変形例であり、図３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り、図４に示した実施例４は、上述した解決手段４（出願当初の請求項４）を具現化したものである。
【００４５】
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。また、それらの図示に際し従来と同様の構成要素には同一の符号を付して示したので、さらに、それらについて背景技術（特に前提技術）の欄や解決課題の欄で述べたことは以下の各実施例についても共通するので、重複する再度の説明は割愛し、以下、従来品（２０）や課題品（３０）との相違点を中心に説明する。
【実施例１】
【００４６】
本発明のＡＴＳ−Ｐ符号処理器の実施例１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ＡＴＳ−Ｐ符号処理器４０の全体ブロック図、（ｂ）がそのうちの電文判別手段４３の判定表である。
【００４７】
このＡＴＳ−Ｐ符号処理器４０（図１（ａ）参照）が既述の当初改良案３０（図８（ａ）参照）と相違する主な点は、モデムＩＣ１（２７）の受信部の受信ポートの接続先が地上子１１Ｎｏ．１への半二重通信回線から地上子１１Ｎｏ．２への半二重通信回線に変更された点と、モデムＩＣ２（２７）の受信部の受信ポートの接続先が地上子１１Ｎｏ．２への半二重通信回線から地上子１１Ｎｏ．１への半二重通信回線に変更された点である。
また、そのような受信部の地上子１１への割り当てを入れ替える変更に対応した微修正により、電文判別手段３３が電文判別手段４３になり、論理部３５が論理部４５になり、送受信回路３６が送受信回路４６になっている。
【００４８】
そして、その追加改造により、ＡＴＳ−Ｐ符号処理器４０は、正常なポーリング電文Ｐには正常なアンサ電文Ａを返信するがフレームの崩れていない軽度な異常のポーリング電文Ｐにはその受信電文をそのままアンサ電文Ａとして返信しフレームの崩れた中度の異常なポーリング電文Ｐにはアンサ電文Ａを返信しない複数の地上子１１それぞれに個別の半二重通信回線で接続されているとともに地上子１１の故障時には地上子電力供給回路２９にて該当する半二重通信回線での電力供給を個別に断つＡＴＳ−Ｐ符号処理器において、半二重通信回線を介してポーリング電文Ｐを送信する送信部とアンサ電文Ａを受信する受信部との組が、半二重通信回線の回線数以上設けられて、半二重通信回線に対し個別に割り当てられたものとなっている。
【００４９】
また、同じ組に属する送信部と受信部が別のモデムＩＣ２７に搭載されたものとなっている。さらに、モデムＩＣ２７は別の組に属する送信部と受信部を搭載したものとなっている。また、電文判別手段４３は（図１（ｂ）参照）、アンサ電文Ａが正常か異常かに応じて地上子１１が正常か故障かを判定するにとどまらず、ポーリング電文Ｐを折り返し受信したループバック電文Ｑが正常か異常かに応じて場合分けを細分化することで、地上子１１の故障判定に加えてＡＴＳ−Ｐユニット４４における各組の送信部と受信部が正常か故障かまで判定するようになっている。
【００５０】
さらに、電文判別手段４３は、ループバック電文Ｑとアンサ電文Ａとについてそれらの受信電文が正常か異常かの場合分けを行う際に、異常のときには，その異常が，フレームの崩れていない軽度な異常である「異常（不正）」なのか，フレームの崩れた中度の異常である「異常（崩れ）」なのか，電文の受信すらない重度な異常である「異常（無し）」なのか，という細分化までも行うようになっている。このような電文判別手段４３の判定表は、電文判別手段３３（図８（ｂ）参照）のときと同じままであるが（図１（ｂ）参照）、上述したモデムＩＣ２７の受信部の受信ポートの接続先の変更によって、後で詳述するようにループバック電文Ｑとアンサ電文Ａに係る異常状態の細分化が有効なものとなっている。
【００５１】
この実施例１のＡＴＳ−Ｐ符号処理器４０の動作を説明する。
【００５２】
駅処理装置１２等の上位装置や図示しない信号機の現示に応じてポーリング電文Ｐのデータ部分が決まり、そのポーリング電文Ｐが例えば一定周期で地上子１１に送信されるが、その際、電文整正手段２２によってポーリング電文Ｐにチェックコード等が付加され、論理部４５によって地上子１１Ｎｏ．１と地上子１１Ｎｏ．２のうちから適宜な送信先が選択される。そして、送信先が地上子１１Ｎｏ．１であれば、ポーリング電文ＰがモデムＩＣ１（２７）の送信部から送信されて、地上子１１Ｎｏ．１に割り当てられた地上子電力供給回路２９及び半二重通信回線を介して地上子１１Ｎｏ．１に伝達されるとともに、モデムＩＣ２（２７）の受信部によって受信されてループバック電文Ｑとなる。
【００５３】
また、送信先が地上子１１Ｎｏ．２であれば、ポーリング電文ＰがモデムＩＣ２（２７）の送信部から送信されて、地上子１１Ｎｏ．２に割り当てられた地上子電力供給回路２９及び半二重通信回線を介して地上子１１Ｎｏ．２に伝達されるとともに、モデムＩＣ１（２７）の受信部によって受信されてループバック電文Ｑとなる。
何れにしても、ループバック電文Ｑは、直ちに論理部４５を介して、電文判別手段４３に引き渡される。
【００５４】
一方、ポーリング電文Ｐを正常に受信した地上子１１からは送受信電文の重複回避のため少し遅れて正常なアンサ電文Ａが返信されるが、地上子１１がポーリング電文Ｐを受信できたときでも正常に受信できなかったときには、受信電文の異常の程度に応じて応答が異なる。具体的には、ポーリング電文Ｐの受信電文が軽度な異常の「異常（不正）」のときには、その受信電文がそのままアンサ電文Ａとされて、「異常（不正）」なアンサ電文Ａが返信される。また、ポーリング電文Ｐの受信電文が中度な異常の「異常（崩れ）」のときや、ポーリング電文Ｐをそもそも受信すらできなかった重度な異常の「異常（無し）」のときには、アンサ電文Ａの返信が無い。
【００５５】
ＡＴＳ−Ｐ符号処理器４０から送信されたポーリング電文Ｐに地上子１１が応答してアンサ電文Ａを返信したとき、地上子１１Ｎｏ．１から返信されたアンサ電文Ａは、地上子１１Ｎｏ．１に割り当てられた半二重通信回線と電力供給回路２９を介して、モデムＩＣ２（２７）の受信部によって受信される。また、地上子１１Ｎｏ．２から返信されたアンサ電文Ａは、地上子１１Ｎｏ．２に割り当てられた半二重通信回線と電力供給回路２９を介して、モデムＩＣ１（２７）の受信部によって受信される。
何れのアンサ電文Ａも論理部４５を介して電文判別手段４３に引き渡される。
【００５６】
そして、電文判別手段４３では、ループバック電文Ｑが正常なのか異常なのか更に異常であれば「異常（不正）」なのか「異常（崩れ）」なのか「異常（無し）」なのかと、アンサ電文Ａが正常なのか異常なのか更に異常であれば「異常（不正）」なのか「異常（崩れ）」なのか「異常（無し）」なのかとに基づく総ての場合分けのうち、有り得ない三つの場合を除いたうえで、一部を圧縮して（図１（ｂ）Ｃ２行）、残った十一の場合分けが行われ（図１（ｂ）Ｃ１〜Ｃ１１行を参照）、ポーリング電文Ｐの送信先の地上子１１とそれに割り当てられた送信部および受信部について、解決課題欄で述べた当初案で想定された規定の通りに、正常状態「○」であるのか故障状態「×」であるのかが判別される。
【００５７】
ＡＴＳ−Ｐ符号処理器４０にあっては、開発途上のＡＴＳ−Ｐ符号処理器３０と異なり、地上子１１Ｎｏ．１に割り当てられている組（対）をなす送信部と受信部がそれぞれモデムＩＣ１（２７）とモデムＩＣ２（２７）に別れて搭載されており、地上子１１Ｎｏ．２に割り当てられている送信部と受信部がそれぞれモデムＩＣ２（２７）とモデムＩＣ１（２７）に別れて搭載されているため、モデムＩＣ２７の使用に無駄がないうえ、何れか一の地上子１１に割り当てられた送信部と受信部とが相互影響で同時に故障する確率が小さいので、正常か故障かを判別するに際して故障部位を送信部と受信部と地上子とについてまで細かく切り分けることが、当初案について期待した通り、実効性を伴ったものとなっている。
【００５８】
その判別内容を一部重複するができるだけ簡潔に再掲すると、送信部も受信部も地上子も正常なら、ループバック電文Ｑもアンサ電文Ａも正常になるので、送信部も受信部も地上子も正常状態「○」であると判定される（Ｃ１行）。
また、送信部と受信部が正常で地上子が故障なら、ループバック電文Ｑが正常でアンサ電文Ａが「異常（不正）」か「異常（崩れ）」か「異常（無し）」になるので、送信部と受信部が正常状態「○」で地上子が故障状態「×」と判定される（Ｃ２行）。
【００５９】
さらに、送信部が故障で受信部が正常で地上子が正常で而も送信部が「異常（不正）」のポーリング電文Ｐを送信しそれを地上子が「異常（不正）」と判定するようなときには、ループバック電文Ｑとアンサ電文Ａが同じ異常状態になりうるので、その場合は、送信部が故障状態「×」で受信部が正常状態「○」で地上子が正常状態「○」と判定される（Ｃ４行）。これに対し、送信部が故障で受信部が正常で地上子が故障で而も送信部が「異常（不正）」のポーリング電文Ｐを送信しそれを地上子が「異常（不正）」以外の電文と誤判定するときには、ループバック電文Ｑとアンサ電文Ａが異なる異常状態になるので、その場合は、送信部が故障状態「×」で受信部が正常状態「○」で地上子が故障状態「×」と判定される（Ｃ３，Ｃ５，Ｃ６行）。
【００６０】
また、送信部が故障で受信部が正常で地上子が故障で而も送信部が「異常（崩れ）」のポーリング電文Ｐを送信しそれを地上子が正常か「異常（不正）」と判定して応答する故障のときには、ループバック電文Ｑとアンサ電文Ａが異なる異常状態になるので、その場合は、送信部が故障状態「×」で受信部が正常状態「○」で地上子が故障状態「×」と判定される（Ｃ７，Ｃ８行）。これに対し、送信部が正常で受信部が故障で地上子が正常で而も受信部が不完全ながら一応受信するときには、送信部が正常なポーリング電文Ｐを送信しそれを地上子が正常か「異常（不正）」と判定して応答したのに受信部がループバック電文Ｑもアンサ電文Ａも誤受信したと考えられるので、その場合は、送信部が正常状態「○」で受信部が故障状態「×」で地上子が正常状態「○」と判定される（Ｃ９行）。
【００６１】
また、送信部が故障で受信部が正常で地上子が正常で而も送信部が「異常（崩れ）」のポーリング電文Ｐを送信しそれを地上子が「異常（崩れ）」と判定して応答しないときには、ループバック電文Ｑが異常でアンサ電文Ａが無しになるので、その場合は、送信部が故障状態「×」で受信部が正常状態「○」で地上子が正常状態「○」と判定される（Ｃ１０行）。
また、送信部が異常でそもそもポーリング電文Ｐが送信されないときや、受信部が異常でループバック電文Ｑもアンサ電文Ａも受信できないときには、ループバック電文Ｑもアンサ電文Ａも無しになるので、その場合は、送信部か受信部の何れかが故障状態「×」で地上子が正常状態「○」と判定される（Ｃ１１行）。
【００６２】
こうして、各地上子１１の故障有無にとどまらず送受信回路４６の各送信部および受信部についても故障の有無が検知される。ＡＴＳ−Ｐ符号処理器４０は、判別機能を向上させた最もベーシックなタイプのものなので、故障が検知されると、その故障部位が地上子１１側の場合はもとより送受信回路４６であっても、フェールセーフのため、該当する地上子１１については地上子電力供給回路２９によって動作電力の供給が断たれる。この対処方は従来手法を踏襲したものであるが、従来はできていなかった故障部位の特定ができるようになったので、特に故障したのが送受信回路４６なのか地上子１１なのかという切り分けが高い確度でなされるので、その情報を例えばＡＴＳ−Ｐ符号処理器４０にＬＥＤ点灯で表示させたり駅処理装置１２の端末画面に表示させて活用することができる。
【実施例２】
【００６３】
図２にＡＴＳ−Ｐユニット５４のブロック図を示した本発明のＡＴＳ−Ｐ符号処理器が上述した実施例１のＡＴＳ−Ｐ符号処理器４０と相違する主な点は、二個の地上子１１しか接続できなかったＡＴＳ−Ｐユニット４４がＮｏ．１〜Ｎｏ．８まで最大八個の地上子１１を接続できるＡＴＳ−Ｐユニット５４になったことである。
【００６４】
具体的には、送受信回路４６を改造した送受信回路５６にあっては、地上子１１に接続される可能性のある半二重通信回線が八回線に増えたことに対応して地上子電力供給回路２９の数が増やされており、さらに、モデムＩＣ１（２７）とモデムＩＣ２（２７）それぞれに代えてモデムＩＣ１（５７）とモデムＩＣ２（５７）が導入されている。各モデムＩＣ５７には送信部も受信部も四つずつ搭載されており、モデムＩＣ１（５７）の送信部１〜４がそれぞれ地上子１１Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４の半二重通信回線に接続され、モデムＩＣ１（５７）の受信部５〜８がそれぞれ地上子１１Ｎｏ．５〜Ｎｏ．８の半二重通信回線に接続されており、モデムＩＣ２（５７）の送信部５〜８がそれぞれ地上子１１Ｎｏ．５〜Ｎｏ．８の半二重通信回線に接続され、モデムＩＣ２（５７）の受信部１〜４がそれぞれ地上子１１Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４の半二重通信回線に接続されている。また、そのような対応を反映させた改造により論理部４５が論理部５５になっている。
【００６５】
この場合、本発明の実施に必要な要件を満たしつつ地上子１１の接続可能な最大個数が八つに増えているので、実用性が高い。
【実施例３】
【００６６】
図３にＡＴＳ−Ｐユニット６４のブロック図を示した本発明のＡＴＳ−Ｐ符号処理器が上述した実施例２のＡＴＳ−Ｐ符号処理器と相違する主な点は、送受信回路５６を改造した送受信回路６６についてモデムＩＣ１（５７）とモデムＩＣ２（５７）に加えて予備のモデムＩＣ３（５７）が設けられた点と、論理部５５を改造した論理部６５がモデムＩＣ１（５７）かモデムＩＣ２（５７）の故障時にその機能をモデムＩＣ３（５７）に代行させるようになっている点である。
【００６７】
詳述すると、モデムＩＣ１，ＩＣ２の送信部１〜８及び受信部１〜８と地上子１１Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８の各半二重通信回線との接続には変更がなく、それに加える形で、モデムＩＣ３（５７）の送信部１〜４がそれぞれ地上子１１Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４の半二重通信回線に接続されるとともに夫々地上子１１Ｎｏ．５〜Ｎｏ．８の半二重通信回線にも接続され、モデムＩＣ３（５７）の受信部５〜８がそれぞれ地上子１１Ｎｏ．５〜Ｎｏ．８の半二重通信回線に接続されるとともに夫々地上子１１Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４の半二重通信回線にも接続されている。
【００６８】
また、モデムＩＣ３（５７）の送信部１〜４と受信部５〜８とからそれぞれ地上子１１Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８の半二重通信回線に至る配線には、切替信号Ｒ１に従う開閉スイッチが介挿接続されており、モデムＩＣ３（５７）の受信部５〜８と送信部１〜４とからそれぞれ地上子１１Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８の半二重通信回線に至る配線には、切替信号Ｒ２に従う開閉スイッチが介挿接続されている。
【００６９】
さらに、論理部６５は、電力供給制御信号ＰＷ１，ＰＷ２，ＰＷ３を出力してモデムＩＣ１，ＩＣ２，ＩＣ３それぞれに動作電力を供給するか否かを個別に切替制御するとともに、切替信号Ｒ１，Ｒ２を出力してモデムＩＣ３（５７）の送信部１〜４及び受信部５〜８の接続先を切り替えるようになっている。また、それらの切替制御が電文判別手段４３の故障検知結果に応じて行われるようになっている。
【００７０】
この場合、どこも故障していない正常状態では、予備のモデムＩＣ３（５７）の送信部１〜４も受信部５〜８も、ポーリング電文Ｐを送出したり半二重通信回線同士を短絡したりといった不都合なことを行わないよう、地上子１１Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８の半二重通信回線から切り離されている。これに対し、モデムＩＣ１，ＩＣ２は動作電力が供給され、その送信部１〜８と受信部１〜８は、それぞれ、接続先の半二重通信回線を介して地上子１１Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８と交信を行う。繰り返しとなる詳細な説明は割愛するが、実施例１，２について上述したのと同様に、各送信部からポーリング電文Ｐが送信されて、同じ組の受信部にて、直ちにループバック電文Ｑが得られるとともに、遅れて地上子１１から返信されて来たアンサ電文Ａも得られる。そして、ループバック電文Ｑとアンサ電文Ａの受信状態に基づく故障検知が電文判別手段４３によって行われる。
【００７１】
このような動作が繰り返されているところで、地上子１１が故障して、それが検知されると、やはり該当する地上子１１への動作電力の供給が地上子電力供給回路２９によって断たれるが、送受信回路６６の故障時は異なる。
すなわち、例えばモデムＩＣ１（５７）の送信部か受信部が故障したが、それが割り当てられた地上子１１は正常状態を維持している場合、そのことが電文判別手段４３によって検知されると、その故障検知結果に応じて電力供給制御信号ＰＷ１，ＰＷ３と切替信号Ｒ１，Ｒ２が論理部６５によって変更されて、モデムＩＣ１（５７）が動作を停止し、その代わりにモデムＩＣ３（５７）が動作を開始するとともに、モデムＩＣ３（５７）の送信部１〜４と受信部５〜８がそれぞれ地上子１１Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４に接続されてポーリング電文Ｐの送信とアンサ電文Ａの受信を行う。
【００７２】
こうして、当初は各地上子１１及び半二重通信回線に割り当てられているモデムＩＣ１（５７）及びモデムＩＣ２（５７）の送信部１〜８と受信部１〜８が使用されて正常に動作している間は、予備のモデムＩＣ３（５７）は、各半二重通信回線から切り離されて、ポーリング電文Ｐを各半二重通信回線に送出することもないが、地上子１１は正常なのにモデムＩＣ１，ＩＣ２の送信部１〜８及び受信部１〜８のうち何れか一つ又は複数が故障したと電文判別手段４３が判定したときには、その故障部を搭載したモデムＩＣ５７に代えて予備のモデムＩＣ３（５７）の送信部１〜４や受信部５〜８が該当する半二重通信回線に割り当てられる。そのため、正常な地上子１１を停止させることなく、ポーリング電文Ｐとアンサ電文Ａの送受信を継続することができる。
【実施例４】
【００７３】
図４（ａ）にブロック図を示した本発明のＡＴＳ−Ｐ符号処理器７０が上述した実施例１のＡＴＳ−Ｐ符号処理器４０と相違するのは、制御ユニット４１が改造されて制御ユニット７１になっている点と、１系のＡＴＳ−Ｐ符号処理器７０に加えて２系のＡＴＳ−Ｐ符号処理器７０も導入されて複数台が並設されている点である。
【００７４】
１系，２系のＡＴＳ−Ｐ符号処理器７０は駅処理装置１２に対しても各地上子１１に対しても並列に接続されている。
また、双方の制御ユニット７１同士が、例えば専用線やバス結合などを利用して、稼動権の排他制御のための交信を行えるようになっている。
さらに、制御ユニット７１は、他の制御ユニット７１と交信して、複数台の制御ユニット７１のうち何れか一台だけが稼動権を取得できて稼動系になり、稼動権を取得できなかった残りのユニット７１は待機系になる。
【００７５】
そして、稼動系になった制御ユニット７１を持つＡＴＳ−Ｐ符号処理器７０だけが、駅処理装置１２と交信し、各地上子１１へポーリング電文Ｐを送信し、装置内でループバック電文Ｑを受信し、ポーリング先の地上子１１からアンサ電文Ａを受信するようになっている。
待機系になった制御ユニット７１を持つＡＴＳ−Ｐ符号処理器７０は、稼動系の動作の妨げにならないよう、駅処理装置１２や地上子１１との交信を控える。特に地上子１１へポーリング電文Ｐを送信するようなことは行わないようになっている。
【００７６】
そして、稼動系になっているＡＴＳ−Ｐ符号処理器７０において送受信回路４６のモデムＩＣ２７の送信部か受信部に故障が生じたことが制御ユニット７１の電文判別手段４３によって検知されたときには、その制御ユニット７１はＡＴＳ−Ｐユニット４４による地上子１１との交信動作を停止するとともに稼動権を放棄して他の制御ユニット７１に引き渡すようになっている。
この場合、稼動系のＡＴＳ−Ｐ符号処理器７０で送受信回路４６が故障すると、その制御ユニット７１が保持していた稼動権が他の制御ユニット７１のうち何れか一台だけに移転され、稼動権を得た制御ユニット７１ひいてはＡＴＳ−Ｐ符号処理器７０が新たな稼動系になって地上子１１との交信処理等を引き継ぐ。そのため、正常な地上子１１を停止させることなく、ポーリング電文Ｐとアンサ電文Ａの送受信を継続することができる。
【００７７】
また、図４（ｂ）にブロック図を示した本発明のＡＴＳ−Ｐ符号処理器８０が上記のＡＴＳ−Ｐ符号処理器７０と相違するのは、上位装置である駅処理装置１２も１系に加えて２系が導入されて複数並設状態になっている点と、それに対応した改造により制御ユニット７１が制御ユニット８１になった点である。
ＡＴＳ−Ｐ符号処理器８０は、駅処理装置１２の並列化に対応していること以外、上述したＡＴＳ−Ｐ符号処理器７０と同様に使用され同様に動作する。
【符号の説明】
【００７８】
１０…線路（軌道）、１１…地上子（中継器，応答器）、
１２…駅処理装置（上位装置）、２０…ＡＴＳ−Ｐ符号処理器、
２１…制御ユニット、２２…電文整正手段、２３…電文判別手段、
２４…ＡＴＳ−Ｐユニット、２５…論理部、２６…送受信回路、
２７…モデムＩＣ、２８…マルチプレクサ、２９…地上子電力供給回路、
３０…ＡＴＳ−Ｐ符号処理器、３１…制御ユニット、３３…電文判別手段、
３４…ＡＴＳ−Ｐユニット、３５…論理部、３６…送受信回路、
４０…ＡＴＳ−Ｐ符号処理器、４１…制御ユニット、４３…電文判別手段、
４４…ＡＴＳ−Ｐユニット、４５…論理部、４６…送受信回路、
５４…ＡＴＳ−Ｐユニット、５５…論理部、５６…送受信回路、５７…モデムＩＣ、
６４…ＡＴＳ−Ｐユニット、６５…論理部、６６…送受信回路、
７０…ＡＴＳ−Ｐ符号処理器、７１…制御ユニット、
８０…ＡＴＳ−Ｐ符号処理器、８１…制御ユニット
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＡＴＳ(Automatic Train Stop 自動列車停止装置）のうち、有電源トランスポンダによるＡＴＳであるＡＴＳ−Ｐに関し、詳しくはＡＴＳ−Ｐの地上設備のうち、ＡＴＳ−Ｐ符号処理器に関し、更に詳しくは、地上子側との電文の送受信の状態に基づいて故障を検知するＡＴＳ−Ｐ符号処理器に関する。
【背景技術】
【０００２】
［前提技術］
ＡＴＳ−Ｐでは一台のＡＴＳ−Ｐ符号処理器（ＥＣ，質問器）に対して一台または複数台の地上子（中継器，応答器）がケーブルで接続されるが、ＡＴＳ−ＰのうちＡＴＳ−Ｐ IＶ型やＡＴＳ−Ｐ IＶ(Ｎ)型さらには統合型ＡＴＳ−Ｐの地上装置では、ＡＴＳ−Ｐ符号処理器と地上子とを繋ぐ情報・電源ケーブルが、複数の地上子で共用されるのでなく、それぞれの地上子が個別に割り当てられた独自のケーブルを占用してＡＴＳ−Ｐ符号処理器と交信するようになっている（例えば非特許文献１参照）。
【０００３】
図５は、そのような個別接続のＡＴＳ−Ｐの地上装置の基本構成を示したものであり、（ａ）が、ＡＴＳ−Ｐ地上装置（ＡＴＳ−Ｐの地上設備）の設置状況のブロック図、（ｂ）が、ＡＴＳ−Ｐ地上装置の概要ブロック図、（ｃ）が、そのうちのＡＴＳ−Ｐ符号処理器２０の概要ブロック図である。また、図６は、（ａ）が、ＡＴＳ−Ｐ符号処理器２０の詳細ブロック図、（ｂ）が、電文送受信状態を示すタイムチャートである。さらに、図７は、（ａ）〜（ｃ）が何れも電文のフレーム構成図、（ｄ）がＡＴＳ−Ｐ符号処理器２０のうちの制御ユニット２１における電文判別手段２３の判別表である。
【０００４】
このＡＴＳ−Ｐ地上装置は（図５（ａ）参照）、線路１０を走行する図示しない列車に搭載されたＡＴＳ−Ｐの車上子や車上装置と協動するものであり、線路１０に沿って地上子１１が幾つか分散設置され、それぞれの地上子１１とＡＴＳ−Ｐ符号処理器２０とが情報・電源ケーブルにて個別に接続されて電文を送受信しうる状態になっており、さらにＡＴＳ−Ｐ符号処理器２０は、上位装置である駅処理装置１２とも光ケーブル等で接続されて交信しうる状態になっている。ＡＴＳ−Ｐ符号処理器２０が複数の場合、それらと駅処理装置１２とは、ケーブルを共用するマルチドロップ方式で接続される。
【０００５】
地上子１１は（図５（ｂ）参照）、接近した車上子との無線通信を可能にするアンテナを主体としたものであり、これには一対一で中継器が組み合わせられている。中継器を内蔵した一体形の地上子１１を図示したが、中継器が地上子１１とは別体になっていてケーブル接続されているものや、中継器が地上子１１とＡＴＳ−Ｐ符号処理器２０とに分かれて組み込まれているものもある。何れの態様であれ、地上子１１は、中継器が組み合わさることで、トランスポンダの応答器として、トランスポンダの質問器であるＡＴＳ−Ｐ符号処理器２０からポーリング電文が送られてくるとそれを受信するとともに、アンサ電文をＡＴＳ−Ｐ符号処理器２０へ返送することができるものとなっている。
【０００６】
駅処理装置１２は（図５（ｂ），（ｃ）参照）、ポーリング電文Ｐのデータ部分を作成してＡＴＳ−Ｐ符号処理器２０に送信するとともに、地上子１１のアンサ電文Ａのうち列車情報などのデータ部分をＡＴＳ−Ｐ符号処理器２０から受信するようになっている。ポーリング先の地上子１１は一定の順序で選択するのが基本であるが列車走行状況等に応じて適宜変更するようにもなっており、ポーリング電文Ｐの内容は信号機の現示情報などに応じて決定するようになっている。なお、システムによっては、信号機の現示情報の取り込みとそれに対応したポーリング電文Ｐの内容決定をＡＴＳ−Ｐ符号処理器２０が行うようになっているものもある。
【０００７】
ＡＴＳ−Ｐ符号処理器２０は（図５（ｂ），（ｃ）参照）、制御ユニット２１とＡＴＳ−Ｐユニット２４とに大別されるが、そのうち制御ユニット２１は、多重系で信頼性の高いフェールセーフコンピュータからなり、駅処理装置１２との交信を担っている。一方、ＡＴＳ−Ｐユニット２４は、多数の地上子１１と個別にケーブル接続されていて、各地上子１１に対し動作電力の供給とポーリング方式での交信を行うものであるが、それを一回線で済ませるために、電力供給は直流重畳で行い、交信は半二重通信で行うようになっている。
【０００８】
制御ユニット２１には（図５（ｃ）参照）、プログラムからなる電文整正手段２２と電文判別手段２３とがインストールされている。
電文整正手段２２は、駅処理装置１２から受け取ったポーリング電文Ｐにチェックコードを付加して電文の体裁を整えてからポーリング電文ＰをＡＴＳ−Ｐユニット２４に引き渡すようになっている。チェックコードにはＣＲＣ（サイクリック冗長度チェック）コードが用いられている。
【０００９】
電文判別手段２３は、電文整正手段２２がポーリング電文ＰをＡＴＳ−Ｐユニット２４に引き渡してから所定時間以内にＡＴＳ−Ｐユニット２４からアンサ電文Ａを受け取ることができたときには、そのアンサ電文Ａについて、フラグの有無やデータのビット数などが正しいか否かを調べるフレームチェックと、ＣＲＣが正しいか否かを調べるコードチェックとを行い、何れも正しければアンサ電文Ａが「正常」と判定するが、そうでなければアンサ電文Ａが「異常」と判定する。電文整正手段２２がポーリング電文ＰをＡＴＳ−Ｐユニット２４に引き渡してから所定時間経ってもＡＴＳ−Ｐユニット２４からアンサ電文Ａを受け取れないときにもアンサ電文Ａが「異常」と判定するようになっている。また、アンサ電文Ａが「異常」のときには、対応する地上子１１が故障したものとして、電力供給制御信号Ｓにて地上子電力供給回路２９を制御して、故障の地上子１１との接続を断たせることも行うようになっている。
【００１０】
ＡＴＳ−Ｐユニット２４は（図５（ｃ）参照）、論理部２５と送受信回路２６と地上子電力供給回路２９とに大別されるが、そのうち論理部２５は、例えばマイクロプロセッサやシステムＬＳＩといった制御・演算・記憶機能を持った回路からなり、制御ユニット２１からポーリング電文Ｐを受け取って一時保持するとともに送受信回路２６を制御してポーリング電文Ｐの送信を行わせることと、送受信回路２６からアンサ電文Ａその他の受信電文を受け取って制御ユニット２１に引き渡すようになっている。送受信回路２６は、既定の変調処理を行ってポーリング電文Ｐの送信を行うとともに、既定の復調処理を行ってアンサ電文Ａ等の受信を行うようになっている。地上子電力供給回路２９は、例えばリレーを用いた開閉回路からなり、各地上子１１との接続を、地上子１１寄りの所で、電力供給制御信号Ｓに従って個別に確立したり断絶したりするようになっている。
【００１１】
［従来技術］
送受信回路２６は（図６（ａ）参照）、モデムが高価だった頃の構成を踏襲していて、電文の送受信を担うモデムＩＣ２７を一個と、送信側のマルチプレクサ２８と、受信側のマルチプレクサ２８とを具えている。なお、アンプ等の図示や説明は割愛している。
モデムＩＣ２７は、送信部と受信部と共通部とを具えているが、最近はデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）をプログラミングにてカスタマイズすることで作り上げられているので、送信部と受信部とが完全に独立している部分が少なく、内部電源回路などの回路ばかりか共用のサブプログラムや上位の管理プログラムの不具合が送受信双方に影響するものとなっている。
【００１２】
マルチプレクサ２８は、何れも、モデムＩＣ２７と地上子電力供給回路２９との間で、論理部２５の制御に従って、交信対象の地上子１１をモデムＩＣ２７に接続させる接続切替を行うものである。そして、ＡＴＳ−Ｐユニット２４では、モデムＩＣ２７の送信ポートに接続されたポーリング電文Ｐ送信用ラインが送信側マルチプレクサ２８の所で地上子１１の個数ｎに分岐するとともに、モデムＩＣ２７の受信ポートに接続されたアンサ電文Ａ受信用ラインが受信側マルチプレクサ２８の所でやはりｎ個に分岐している。また、各地上子１１への外部ケーブルに個別接続されるケーブル接続用ラインも、同じくｎ個に分かれており、各ラインを開閉する地上子電力供給回路２９も、同じくｎ個に分かれており、それらを個別に制御する電力供給制御信号Ｓもｎ個Ｓ１〜Ｓｎに分かれている。
【００１３】
さらに、それらのポーリング電文Ｐ送信用ラインとアンサ電文Ａ受信用ラインとケーブル接続用ラインは、一組ずつ、マルチプレクサ２８と地上子電力供給回路２９との間で、互いに接続されている。そのため、マルチプレクサ２８で接続されている組についてみると（図６（ｂ）参照）、モデムＩＣ２７の送信部から送り出されたポーリング電文Ｐが、送信用ラインとケーブル接続用ラインと個別ケーブルを経て地上子１１に伝わると同時に、送信用ラインと受信用ラインで折り返されて受信部に戻って来てループバック電文Ｑとされる。また、地上子１１から送り出されたアンサ電文Ａが、個別ケーブルとケーブル接続用ラインと受信用ラインを経てモデムＩＣ２７の受信部に伝わる。このようにポーリング電文Ｐもアンサ電文Ａも同じケーブル接続用ラインと個別ケーブルを共用するため、ポーリング電文Ｐの送信とループバック電文Ｑの受信はアンサ電文Ａの無い時に行われる一方、アンサ電文Ａはポーリング電文Ｐから遅れて返信されるので、両方向の電文Ｐ，Ａが時期をずらして送受信される半二重通信が行われるようになっている。
【００１４】
これらのポーリング電文Ｐ，アンサ電文Ａについてフレーム構成および受信状態を詳述すると（図７参照）、各電文は、フレームの先頭に位置していて既定の固定ビットパターンからなる第１のフラグと、信号現示等に応じて内容の変わるデータと、データに応じて内容の変わるＣＲＣと、フレームの最後尾に位置していてやはり既定の固定ビットパターンからなる第２のフラグとを連ねたものであり、それら総てが正しく伝送されれば受信時にフレームチェックもコードチェックもパスして受信電文の状態が「正常」となる（図７（ａ）参照）。
【００１５】
これに対し、フラグは正常に伝送されても、データとＣＲＣの何れか一方または双方が正しく伝送されないと、受信時にコードチェックで不正状態が検出されて、受信電文の状態が異常状態のうち軽度な異常であるデータ不正の「異常（不正）」となる（図７（ｂ）参照）。また、フラグが正常に伝送されなかったときには、受信時にフレームチェックで不正状態が検出されて、受信電文の状態が異常状態のうち中度の異常であるフレーム崩れの「異常（崩れ）」となる（図７（ｃ）参照）。さらに、そもそも電文を所定時間内に受信できなかったときには、受信電文の状態が異常状態のうち重度な異常である受信無しの「異常（無し）」となる（図示せず）。
【００１６】
とはいえ（図７（ｄ）参照）、上述したように、電文判別手段２３は、アンサ電文Ａをチェックする際にアンサ電文Ａが「正常」なのか「異常」なのかを判別するにとどまり、「異常」が、フレームの崩れていない軽度な異常の「異常（不正）」と、フレームの崩れた中度の異常な「異常（崩れ）」と、アンサ電文Ａの受信すらない重度な異常の「異常（無し）」とのうちの何れであるかまでは区別しない。そして、「正常」ならモデムＩＣ２７の送信部も受信部も地上子１１も正常状態「○」であるとして地上子電力供給回路２９に電力供給を継続させるが、アンサ電文Ａが「異常」のときには、モデムＩＣ２７の送信部や受信部は正常状態「○」であるが、地上子１１は故障状態「×」であるとして、地上子電力供給回路２９に電力供給を断絶させるようになっている。
【００１７】
そのため、故障しているのが地上子１１でなくモデムＩＣ２７の送信部や受信部であってもそのような判定が出されることはなく、また、ループバック電文Ｑが正常か異常かの判別がなされることもない。アンサ電文Ａの正否をフェールセーフコンピュータでチェックすることにより、電文伝達経路が全域で正常なのか否かが分かり、電文伝達に不具合の生じたときに該当する地上子１１の動作を強制停止すれば、地上子１１の故障時には故障した地上子１１だけが動作を停止し、モデムＩＣ２７の故障時には総ての地上子１１が動作を停止するので、列車の安全運転に必要なフェールセーフ性が確保されるからである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】鉄道電気技術者のための信号概論「ＡＴＳ・ＡＴＣ」６９−７３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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
このように、従来のＡＴＳ−Ｐ符号処理器では、モデムＩＣを１個として、マルチプレクサで該当地上子を選択し、送受信回路を構成するが、以下の問題点（１）〜（３）がある。列挙すると、問題点（１）は、信頼度を低下させる要因があることであり、問題点（２）は、ポーリング周期が長いため精密な列車制御が出来ないことであり、問題点（３）は、地上子と送受信回路の故障切り分け性能が低いことである。
【００２０】
各問題点を詳述すると、問題点（１）の信頼度低下要因としては、以下の（ア）〜（ウ）が挙げられる。
（ア）モデムは１個で済むが、マルチプレクサ及びその照査回路が必要となり、全体的に複雑な回路構成となる。
（イ）マルチプレクサが故障すると、故障モードによっては全ての地上子との送受信が出来なくなる。
（ウ）１個のモデムが故障すると全ての地上子に対する送受信が不可能となる。
【００２１】
また、問題点（２）としては、時分割に送受信する必要があり、一つの地上子に対するポーリング周期が長いため、列車制御の時間単位が粗く、精密な列車制御が出来ない。
現在、列車走行に合わせて地上子へのポーリング順序を変化させる対策により（列車追跡論理）上記問題に対応しているが、ソフトウェア論理が複雑となる。
【００２２】
さらに、問題点（３）の地上子と送受信回路の故障切り分け性能が低いことについては、上述したように、従来装置は送受信回路もしくは地上子どちらかが異常の場合、最終的には地上子が異常という定義としていた。従来装置は送受信回路が一重系であり、稼働率向上のための系切替を実施する必要が無かったため、「送受信回路」と「地上子」の故障を明確に切り分ける必要が無かったからである。
しかし、今後、地上子は１重系のまま、送受信回路を２重系にしてシステム稼働率の向上を確保する必要が出てきた。このため、確実かつ迅速に地上子と送受信回路の異常を切り分け、系切替を行う必要性が出てきた。
【００２３】
そして、地上子と送受信回路との異常を切り分けるには、そのレベルの細やかさで故障箇所を特定することが必要であり、そのような故障箇所特定手法のうち、追加ハードウェアの必要が無くて小形かつ低コストで実現できる改良案として、送信電文の折り返しであるループバック電文Ｑ及び地上子からの返信であるアンサ電文Ａといった受信電文Ｑ，Ａを監視する方法が考えられる。かかる受信電文監視は、従来のマルチプレクサ方式でも可能だが、従来方式を踏襲したのでは以下の問題点（エ），（オ）がある。
【００２４】
（エ）時分割送受信であるため、１地上子当たりの送受信間隔が長く、迅速に故障検出（送受信回路及び地上子両方）が出来ない。送受信器の故障検出をするときでも、地上子への送信が実施されたときにしか分からないため、マルチプレクサを使用しない場合に比べて、送受信器の故障発生時、正常系に切り替わるまでの時間が長くなる。
（オ）送信電文を折り返すとき、同一のモデムで受信するため、照査としての信頼度が低い。例えば送信電文の崩れによって地上子が無応答となったとき、送信回路単独の問題ではなく、モデム全体の問題(クロックや電源の不安定性等）によって受信回路が正確に機能していない可能性がある。このため、本当に送信電文崩れであるかの検知信頼度が低い。
【００２５】
これらの問題点のうち後者（オ）については、送受信回路を一つの系として考えれば、何らかの異常は検出できるため、これをもって系切替を実施すればよく、送受信回路としての稼働を維持させることができる。現在、故障解析性、要因分析性の向上が求められており、確実に上記事象を捉えるには、他の素子（モデム）で監視（折り返し）した方がより精度向上が実現出来る。
しかし、モデムＩＣが近年は安価かつ小形になったとはいえ、監視のためだけにモデムを追加するのは回路規模増大、コストアップとなり、最良とは言えない。
【００２６】
そこで、モデムＩＣ２７が安価かつ小形になったことを勘案して従来のＡＴＳ−Ｐ符号処理器２０を改良するに際し、送受信回路２６からマルチプレクサ２８を無くし、その代わりにモデムＩＣ２７を複数にするとともに、モデムＩＣ２７と地上子１１とを一対一で接続して、地上子１１に対する電文の送受信を地上子１１毎に独立に行うことも可能なＡＴＳ−Ｐ符号処理器３０を試作した（図８（ａ）参照）。その構成等を説明するが、ここでは、簡明化のため、地上子１１がＮｏ．１とＮｏ．２との二個だけの場合を説明する。
【００２７】
図８は、（ａ）がＡＴＳ−Ｐ符号処理器３０のブロック図、（ｂ）が電文判別手段３３の判別表である。また、図９は、判別時の不具合を示し、（ａ）が、試作前に期待した故障状態と電文受信状態との対応表、（ｂ）が、課題のある故障状態と電文受信状態との対応表、（ｃ）が、電文判別手段３３の判別表である。
ＡＴＳ−Ｐ符号処理器３０は（図８（ａ）参照）、制御ユニット２１を一部改造した制御ユニット３１と、ＡＴＳ−Ｐユニット２４からマルチプレクサ２８を無くした代わりにモデムＩＣ２７をモデムＩＣ１（２７）とモデムＩＣ２（２７）とに複数化するとともに論理部２５を一部改造して論理部３５にしたＡＴＳ−Ｐユニット３４とに大別される。
【００２８】
モデムＩＣ１（２７）は、地上子電力供給回路２９を介して地上子１１Ｎｏ．１に接続されて、それとの半二重通信を担うようになっている。また、モデムＩＣ２（２７）は、地上子電力供給回路２９を介して地上子１１Ｎｏ．２に接続されて、それとの半二重通信を担うようになっている。さらに、論理部３５は、マルチプレクサ２８の制御という役目を解かれた代わりに、交信対象の地上子１１に接続されたモデムＩＣ２７を選択して、そのモデムＩＣ２７を個別に制御してポーリング電文Ｐやアンサ電文Ａ及びループバック電文Ｑの授受を行うようになっている。また、電文判別手段３３はアンサ電文Ａだけでなくループバック電文Ｑもチェックして細かな判別を行うようになっている。
【００２９】
すなわち、地上子１１だけでなくモデムＩＣ２７についても複数物のうちどれが故障したのかを特定して修理や交換などの作業が容易かつ的確に行えるようにするとともに、予備などの冗長性を具える余裕があれば予備等への切替を手動や自動で素早く行えるようにするために、できるだけ細分化して、地上子１１とモデムＩＣ２７との切り分けに加え、モデムＩＣ２７における送信部と受信部との切り分けも、試みている。
具体的には（図８（ｂ）参照）、送信部が正常で受信部も正常で地上子も正常であれば、ループバック電文Ｑが正常になるとともにアンサ電文Ａも正常になり、逆にループバック電文Ｑが正常になってアンサ電文Ａも正常になる場合は、送信部が正常状態「○」であり受信部も正常状態「○」であり地上子も正常状態「○」であるときがほとんであると考えられるので、そのような判別条件が判定表に規定されている（Ｃ１行）。
【００３０】
同様の考え方で、かつ、ＡＴＳ−Ｐの地上子１１は、ポーリング電文Ｐを正常に受信できたときには応答データを含んだ正常なアンサ電文Ａを返信するが、ＣＲＣコードチェックで異常が見つかったときには受信した異常なポーリング電文Ｐをそのままアンサ電文Ａとして返信し、フレームチェックで異常が見つかったときにはアンサ電文Ａを返信しないようになっている、ということを前提として、判定表には、更に、ループバック電文Ｑが正常なのにアンサ電文Ａが「異常（不正）」か「異常（崩れ）」か「異常（無し）」のときは送信部が正常状態「○」であり受信部も正常状態「○」であるが地上子は故障状態「×」であると規定され（Ｃ２行）、ループバック電文Ｑもアンサ電文Ａも「異常（無し）」のときは送信部と受信部の何れか一方または双方が故障状態「×」であるが地上子は正常状態「○」であると規定されている（Ｃ１１行）。
【００３１】
また、ループバック電文Ｑが「異常（不正）」のときには（Ｃ３〜Ｃ６行）、アンサ電文Ａで更に細分化され、アンサ電文Ａが正常なときには、送信部が故障状態「×」であり受信部は正常状態「○」であるが地上子は故障状態「×」であると規定され（Ｃ３行）、アンサ電文Ａが「異常（不正）」のときは、送信部が故障状態「×」であるが受信部は正常状態「○」であり地上子も正常状態「○」であると規定され（Ｃ４行）、アンサ電文Ａが「異常（崩れ）」のときと「異常（無し）」のときは、送信部が故障状態「×」であり受信部は正常状態「○」であるが地上子は故障状態「×」であると規定されている（Ｃ５，Ｃ６行）。
【００３２】
さらに、ループバック電文Ｑが「異常（崩れ）」のときにも（Ｃ７〜Ｃ１０行）、アンサ電文Ａで更に細分化され、アンサ電文Ａが正常なときと「異常（不正）」のときには、送信部が故障状態「×」であり受信部は正常状態「○」であるが地上子は故障状態「×」であると規定され（Ｃ７，Ｃ８行）、アンサ電文Ａが「異常（崩れ）」のときは、送信部は正常状態「○」であるが受信部が故障状態「×」であり地上子は正常状態「○」であると規定され（Ｃ９行）、アンサ電文Ａが「異常（無し）」のときは送信部が故障状態「×」であるが受信部は正常状態「○」であり地上子も正常状態「○」であると規定されている（Ｃ１０行）。
【００３３】
そして、このような木目細かい判別に基づく故障部位の特定により、系切替や修繕といった不具合対応が迅速かつ的確に行えるようになると思われた。
しかしながら、仕様の具体化とともに動作検証や効果確認などを注意深く進めたところ、上述の当初案（図８（ａ）参照）では期待した効果が十分には得られないことが判明した。その構成では、一の地上子１１に対応する送信部と受信部とが一のモデムＩＣ２７に搭載されているうえ、デジタルシグナルプロセッサ化が進んで共通部が増えたため、送信部の故障と受信部の故障とに強い相関があり、一方が故障すると他方も同時に故障状態になることが多く、そのような状況では送信部の故障と受信部の故障と地上子とがそれぞれ故障した場合を想定して場合分けを細分化する判別手法が無力化されるからである。そのため、上述した問題点（３）の（オ）項が未だ十分には解決されていない。
【００３４】
ループバック電文Ｑが「異常（崩れ）」になったときの判別部分（図８（ｂ）Ｃ７〜Ｃ１０参照）を具体例として上記の解決不足部分を詳述すると、送信部と受信部のうち何れか一方が故障するとその故障が他方にも及ぶため（図９（ａ）矢付き破線を参照）、しばしば送信部も受信部も故障状態「×」となる（図９（ｂ）☆印を参照）。その場合、ループバック電文Ｑは、「異常（崩れ）」にとどまることもあるが、「異常（無し）」になることが多く（図９（ｂ）Ｃ７，Ｃ８，Ｃ１０行☆印を参照）、アンサ電文Ａは、正常から「異常（不正）」や「異常（崩れ）」になったり（図９（ｂ）Ｃ７行☆印を参照）、「異常（不正）」から「異常（崩れ）」に（図９（ｂ）Ｃ８☆印を参照）、「異常（崩れ）」から「異常（無し）」になってしまう（図９（ｂ）Ｃ９行☆印を参照）。
【００３５】
そうすると、地上子が正常状態「○」であれば切り分けられると思われた送信部と受信部の故障が切り分けられなくなるうえ（図９（ｂ）Ｃ９，Ｃ１０行から図９（ｃ）のＣ１１行への矢印を参照）、故障状態「×」の地上子が正常状態「○」と判別されてしまうことにもなる（図９★印参照、図９（ｂ）Ｃ７，Ｃ８行から図９（ｃ）のＣ９，Ｃ１０，Ｃ１１行への矢印を参照）。これでは、ループバック電文Ｑが「異常（崩れ）」時の判別部分の有用性が乏しい。詳細な説明は割愛するが「異常（不正）」時の判別も同様である。
そこで、モデムＩＣの複数化を契機とした故障判別の細分化が有効に機能するよう、回路構成等に更なる工夫を凝らすことが、技術的な課題となる。また、その改造に際しては、回路の複雑化や規模増大を避けて簡便に実現することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
本発明のＡＴＳ−Ｐ符号処理器は（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、鉄道の線路に沿って配設されていて何れも正常なポーリング電文には正常なアンサ電文を返信するがフレームの崩れていない軽度な異常のポーリング電文にはその受信電文をそのままアンサ電文として返信しフレームの崩れた中度の異常なポーリング電文にはアンサ電文を返信しない複数の地上子それぞれに個別の半二重通信回線で接続されるとともに前記地上子の故障時には該当する前記半二重通信回線での電力供給を断つＡＴＳ−Ｐ符号処理器において、前記半二重通信回線を介してポーリング電文を送信する送信部とアンサ電文を受信する受信部との組が前記半二重通信回線の回線数以上設けられて前記半二重通信回線に対し個別に割り当てられており、同じ組に属する前記送信部と前記受信部が別のモデムＩＣに搭載されており、前記モデムＩＣは別の組に属する前記送信部と前記受信部を搭載しており、アンサ電文が正常か異常かに応じて前記地上子が正常か故障かを判定する電文判別手段が、ポーリング電文を折り返し受信したループバック電文が正常か異常かに応じて前記地上子の故障判定に加えて前記送信部と前記受信部が正常か故障かまで判定するようになっていることを特徴とする。
【００３７】
また、本発明のＡＴＳ−Ｐ符号処理器は（解決手段２）、上記解決手段１のＡＴＳ−Ｐ符号処理器であって、前記電文判別手段が、前記アンサ電文と前記ループバック電文とのうち何れか一方または双方について受信電文が正常か異常かの場合分けを行う際に、異常のときにはその異常がフレームの崩れていない軽度な異常なのかフレームの崩れた中度の異常なのか電文の受信すらない重度な異常なのかという細分化を行うようになっていることを特徴とする。
【００３８】
さらに、本発明のＡＴＳ−Ｐ符号処理器は（解決手段３）、上記解決手段１，２のＡＴＳ−Ｐ符号処理器であって、前記半二重通信回線に割り当てられている前記送信部と前記受信部とが正常な間はポーリング電文を前記半二重通信回線に送出しない予備のモデムＩＣが設けられており、前記送信部と前記受信部とのうち何れか一つ又は複数が故障したが地上子は正常であると前記電文判別手段が判定したときには、その故障部を搭載した前記モデムＩＣに代えて前記の予備のモデムＩＣの送信部または受信部を該当する前記半二重通信回線に割り当てるようになっていることを特徴とする。
【００３９】
また、本発明のＡＴＳ−Ｐ符号処理器は（解決手段４）、上記解決手段１〜３のＡＴＳ−Ｐ符号処理器を複数具備していて、そのうち一つには稼動系として前記地上子へポーリング電文を送信させるが他のものは待機系としてそこからは前記地上子にポーリング電文が送信されないようにするとともに、前記稼動系に故障が生じたときにはそれに代えて前記待機系の何れかを稼動させるようになっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４０】
このような本発明のＡＴＳ−Ｐ符号処理器にあっては（解決手段１，解決手段２）、故障発生時に無条件で地上子への電力供給を断つだけでなく安全性を確保しながら他の対処も選択できるようにするために、改良が重ねられている。
すなわち、先ず、送信部と受信部とを搭載したモデムＩＣを複数用いて送信部及び受信部を各地上子に一対一で割り付けることでマルチプレクサが省かれている。
そして、これによって、上述した問題点（１）の（ア）〜（ウ）項と問題点（２）と問題点（３）の（エ）項とが解決されている。
【００４１】
また、それに加えて、正常か故障かを判別するのにアンサ電文の受信状態だけでなくループバック電文の受信状態によっても場合分けして故障の有無に加えて故障部位まで切り分ける、という改良を行ったうえ更に、半二重通信回線ひいては地上子それぞれに一組ずつ送信部と受信部を割り当てる際に、同じ組に属するの送信部と受信部を別のモデムＩＣから選定して組み合わせるようにしたことにより、判別の場合分けの対象となる各組における送信部と受信部とについて故障発生の相関がほとんど無くなるため、モデムＩＣの複数化を契機とした故障判別の細分化が有効に機能することとなる。しかも、その更なる改良は配線変更で簡便に実現される。
これによって、上述した問題点（３）の（オ）項まで解決されている。
【００４２】
また、本発明のＡＴＳ−Ｐ符号処理器にあっては（解決手段３，解決手段４）、送受信回路の故障と地上子の故障とが切り分けられることに基づいて送受信回路が故障したときに地上子が故障していなければ、送受信の担当を故障回路から予備や待機系へ切り替えることが迅速に行え、そうすることでＡＴＳ−Ｐ地上装置の全体動作が適切な状態に維持される。そのため、本発明の契機となった「地上子は１重系のまま送受信回路を２重系にしてシステム稼働率の向上を確保する必要が出てきたため確実かつ迅速に地上子と送受信回路の異常を切り分けて系切替を行う」という要請に応えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施例１について、ＡＴＳ−Ｐ符号処理器の構造を示し、（ａ）が全体のブロック図、（ｂ）が電文判別手段の判定表である。
【図２】本発明の実施例２について、ＡＴＳ−Ｐ符号処理器のＡＴＳ−Ｐユニットの構造を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例３について、ＡＴＳ−Ｐ符号処理器のＡＴＳ−Ｐユニットの構造を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例４について、（ａ），（ｂ）何れもＡＴＳ−Ｐ符号処理器を二系統にしたものの構造を示すブロック図である。
【図５】前提技術に関し、（ａ）がＡＴＳ−Ｐ地上設備の設置状況のブロック図、（ｂ）がＡＴＳ−Ｐ地上設備の概要ブロック図、（ｃ）がＡＴＳ−Ｐ符号処理器の概要ブロック図である。
【図６】従来技術に関し、（ａ）がＡＴＳ−Ｐ符号処理器の詳細ブロック図、（ｂ）が電文送受信状態を示すタイムチャートである。
【図７】従来技術に関し、（ａ）〜（ｃ）が何れも電文のフレーム構成図、（ｄ）が電文判別手段の判別表である。
【図８】本発明の技術課題を顕在化させるに至った当初改良案について、ＡＴＳ−Ｐ符号処理器の構造を示し、（ａ）がＡＴＳ−Ｐ符号処理器のブロック図、（ｂ）が電文判別手段の判別表である。
【図９】本発明の技術課題について、判別時の不具合を示し、（ａ）が、期待した故障状態と電文受信状態との対応表、（ｂ）が、課題のある故障状態と電文受信状態との対応表、（ｃ）が、電文判別手段の判別表である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
このような本発明のＡＴＳ−Ｐ符号処理器について、これを実施するための具体的な形態を、以下の実施例１〜４により説明する。
図１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）を具現化したものであり、図２に示した実施例２は、その実用的な変形例であり、図３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り、図４に示した実施例４は、上述した解決手段４（出願当初の請求項４）を具現化したものである。
【００４５】
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。また、それらの図示に際し従来と同様の構成要素には同一の符号を付して示したので、さらに、それらについて背景技術（特に前提技術）の欄や解決課題の欄で述べたことは以下の各実施例についても共通するので、重複する再度の説明は割愛し、以下、従来品（２０）や課題品（３０）との相違点を中心に説明する。
【実施例１】
【００４６】
本発明のＡＴＳ−Ｐ符号処理器の実施例１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ＡＴＳ−Ｐ符号処理器４０の全体ブロック図、（ｂ）がそのうちの電文判別手段４３の判定表である。
【００４７】
このＡＴＳ−Ｐ符号処理器４０（図１（ａ）参照）が既述の当初改良案３０（図８（ａ）参照）と相違する主な点は、モデムＩＣ１（２７）の受信部の受信ポートの接続先が地上子１１Ｎｏ．１への半二重通信回線から地上子１１Ｎｏ．２への半二重通信回線に変更された点と、モデムＩＣ２（２７）の受信部の受信ポートの接続先が地上子１１Ｎｏ．２への半二重通信回線から地上子１１Ｎｏ．１への半二重通信回線に変更された点である。
また、そのような受信部の地上子１１への割り当てを入れ替える変更に対応した微修正により、電文判別手段３３が電文判別手段４３になり、論理部３５が論理部４５になり、送受信回路３６が送受信回路４６になっている。
【００４８】
そして、その追加改造により、ＡＴＳ−Ｐ符号処理器４０は、正常なポーリング電文Ｐには正常なアンサ電文Ａを返信するがフレームの崩れていない軽度な異常のポーリング電文Ｐにはその受信電文をそのままアンサ電文Ａとして返信しフレームの崩れた中度の異常なポーリング電文Ｐにはアンサ電文Ａを返信しない複数の地上子１１それぞれに個別の半二重通信回線で接続されているとともに地上子１１の故障時には地上子電力供給回路２９にて該当する半二重通信回線での電力供給を個別に断つＡＴＳ−Ｐ符号処理器において、半二重通信回線を介してポーリング電文Ｐを送信する送信部とアンサ電文Ａを受信する受信部との組が、半二重通信回線の回線数以上設けられて、半二重通信回線に対し個別に割り当てられたものとなっている。
【００４９】
また、同じ組に属する送信部と受信部が別のモデムＩＣ２７に搭載されたものとなっている。さらに、モデムＩＣ２７は別の組に属する送信部と受信部を搭載したものとなっている。また、電文判別手段４３は（図１（ｂ）参照）、アンサ電文Ａが正常か異常かに応じて地上子１１が正常か故障かを判定するにとどまらず、ポーリング電文Ｐを折り返し受信したループバック電文Ｑが正常か異常かに応じて場合分けを細分化することで、地上子１１の故障判定に加えてＡＴＳ−Ｐユニット４４における各組の送信部と受信部が正常か故障かまで判定するようになっている。
【００５０】
さらに、電文判別手段４３は、ループバック電文Ｑとアンサ電文Ａとについてそれらの受信電文が正常か異常かの場合分けを行う際に、異常のときには，その異常が，フレームの崩れていない軽度な異常である「異常（不正）」なのか，フレームの崩れた中度の異常である「異常（崩れ）」なのか，電文の受信すらない重度な異常である「異常（無し）」なのか，という細分化までも行うようになっている。このような電文判別手段４３の判定表は、電文判別手段３３（図８（ｂ）参照）のときと同じままであるが（図１（ｂ）参照）、上述したモデムＩＣ２７の受信部の受信ポートの接続先の変更によって、後で詳述するようにループバック電文Ｑとアンサ電文Ａに係る異常状態の細分化が有効なものとなっている。
【００５１】
この実施例１のＡＴＳ−Ｐ符号処理器４０の動作を説明する。
【００５２】
駅処理装置１２等の上位装置や図示しない信号機の現示に応じてポーリング電文Ｐのデータ部分が決まり、そのポーリング電文Ｐが例えば一定周期で地上子１１に送信されるが、その際、電文整正手段２２によってポーリング電文Ｐにチェックコード等が付加され、論理部４５によって地上子１１Ｎｏ．１と地上子１１Ｎｏ．２のうちから適宜な送信先が選択される。そして、送信先が地上子１１Ｎｏ．１であれば、ポーリング電文ＰがモデムＩＣ１（２７）の送信部から送信されて、地上子１１Ｎｏ．１に割り当てられた地上子電力供給回路２９及び半二重通信回線を介して地上子１１Ｎｏ．１に伝達されるとともに、モデムＩＣ２（２７）の受信部によって受信されてループバック電文Ｑとなる。
【００５３】
また、送信先が地上子１１Ｎｏ．２であれば、ポーリング電文ＰがモデムＩＣ２（２７）の送信部から送信されて、地上子１１Ｎｏ．２に割り当てられた地上子電力供給回路２９及び半二重通信回線を介して地上子１１Ｎｏ．２に伝達されるとともに、モデムＩＣ１（２７）の受信部によって受信されてループバック電文Ｑとなる。
何れにしても、ループバック電文Ｑは、直ちに論理部４５を介して、電文判別手段４３に引き渡される。
【００５４】
一方、ポーリング電文Ｐを正常に受信した地上子１１からは送受信電文の重複回避のため少し遅れて正常なアンサ電文Ａが返信されるが、地上子１１がポーリング電文Ｐを受信できたときでも正常に受信できなかったときには、受信電文の異常の程度に応じて応答が異なる。具体的には、ポーリング電文Ｐの受信電文が軽度な異常の「異常（不正）」のときには、その受信電文がそのままアンサ電文Ａとされて、「異常（不正）」なアンサ電文Ａが返信される。また、ポーリング電文Ｐの受信電文が中度な異常の「異常（崩れ）」のときや、ポーリング電文Ｐをそもそも受信すらできなかった重度な異常の「異常（無し）」のときには、アンサ電文Ａの返信が無い。
【００５５】
ＡＴＳ−Ｐ符号処理器４０から送信されたポーリング電文Ｐに地上子１１が応答してアンサ電文Ａを返信したとき、地上子１１Ｎｏ．１から返信されたアンサ電文Ａは、地上子１１Ｎｏ．１に割り当てられた半二重通信回線と電力供給回路２９を介して、モデムＩＣ２（２７）の受信部によって受信される。また、地上子１１Ｎｏ．２から返信されたアンサ電文Ａは、地上子１１Ｎｏ．２に割り当てられた半二重通信回線と電力供給回路２９を介して、モデムＩＣ１（２７）の受信部によって受信される。
何れのアンサ電文Ａも論理部４５を介して電文判別手段４３に引き渡される。
【００５６】
そして、電文判別手段４３では、ループバック電文Ｑが正常なのか異常なのか更に異常であれば「異常（不正）」なのか「異常（崩れ）」なのか「異常（無し）」なのかと、アンサ電文Ａが正常なのか異常なのか更に異常であれば「異常（不正）」なのか「異常（崩れ）」なのか「異常（無し）」なのかとに基づく総ての場合分けのうち、有り得ない三つの場合を除いたうえで、一部を圧縮して（図１（ｂ）Ｃ２行）、残った十一の場合分けが行われ（図１（ｂ）Ｃ１〜Ｃ１１行を参照）、ポーリング電文Ｐの送信先の地上子１１とそれに割り当てられた送信部および受信部について、解決課題欄で述べた当初案で想定された規定の通りに、正常状態「○」であるのか故障状態「×」であるのかが判別される。
【００５７】
ＡＴＳ−Ｐ符号処理器４０にあっては、開発途上のＡＴＳ−Ｐ符号処理器３０と異なり、地上子１１Ｎｏ．１に割り当てられている組（対）をなす送信部と受信部がそれぞれモデムＩＣ１（２７）とモデムＩＣ２（２７）に別れて搭載されており、地上子１１Ｎｏ．２に割り当てられている送信部と受信部がそれぞれモデムＩＣ２（２７）とモデムＩＣ１（２７）に別れて搭載されているため、モデムＩＣ２７の使用に無駄がないうえ、何れか一の地上子１１に割り当てられた送信部と受信部とが相互影響で同時に故障する確率が小さいので、正常か故障かを判別するに際して故障部位を送信部と受信部と地上子とについてまで細かく切り分けることが、当初案について期待した通り、実効性を伴ったものとなっている。
【００５８】
その判別内容を一部重複するができるだけ簡潔に再掲すると、送信部も受信部も地上子も正常なら、ループバック電文Ｑもアンサ電文Ａも正常になるので、送信部も受信部も地上子も正常状態「○」であると判定される（Ｃ１行）。
また、送信部と受信部が正常で地上子が故障なら、ループバック電文Ｑが正常でアンサ電文Ａが「異常（不正）」か「異常（崩れ）」か「異常（無し）」になるので、送信部と受信部が正常状態「○」で地上子が故障状態「×」と判定される（Ｃ２行）。
【００５９】
さらに、送信部が故障で受信部が正常で地上子が正常で而も送信部が「異常（不正）」のポーリング電文Ｐを送信しそれを地上子が「異常（不正）」と判定するようなときには、ループバック電文Ｑとアンサ電文Ａが同じ異常状態になりうるので、その場合は、送信部が故障状態「×」で受信部が正常状態「○」で地上子が正常状態「○」と判定される（Ｃ４行）。これに対し、送信部が故障で受信部が正常で地上子が故障で而も送信部が「異常（不正）」のポーリング電文Ｐを送信しそれを地上子が「異常（不正）」以外の電文と誤判定するときには、ループバック電文Ｑとアンサ電文Ａが異なる異常状態になるので、その場合は、送信部が故障状態「×」で受信部が正常状態「○」で地上子が故障状態「×」と判定される（Ｃ３，Ｃ５，Ｃ６行）。
【００６０】
また、送信部が故障で受信部が正常で地上子が故障で而も送信部が「異常（崩れ）」のポーリング電文Ｐを送信しそれを地上子が正常か「異常（不正）」と判定して応答する故障のときには、ループバック電文Ｑとアンサ電文Ａが異なる異常状態になるので、その場合は、送信部が故障状態「×」で受信部が正常状態「○」で地上子が故障状態「×」と判定される（Ｃ７，Ｃ８行）。これに対し、送信部が正常で受信部が故障で地上子が正常で而も受信部が不完全ながら一応受信するときには、送信部が正常なポーリング電文Ｐを送信しそれを地上子が正常か「異常（不正）」と判定して応答したのに受信部がループバック電文Ｑもアンサ電文Ａも誤受信したと考えられるので、その場合は、送信部が正常状態「○」で受信部が故障状態「×」で地上子が正常状態「○」と判定される（Ｃ９行）。
【００６１】
また、送信部が故障で受信部が正常で地上子が正常で而も送信部が「異常（崩れ）」のポーリング電文Ｐを送信しそれを地上子が「異常（崩れ）」と判定して応答しないときには、ループバック電文Ｑが異常でアンサ電文Ａが無しになるので、その場合は、送信部が故障状態「×」で受信部が正常状態「○」で地上子が正常状態「○」と判定される（Ｃ１０行）。
また、送信部が異常でそもそもポーリング電文Ｐが送信されないときや、受信部が異常でループバック電文Ｑもアンサ電文Ａも受信できないときには、ループバック電文Ｑもアンサ電文Ａも無しになるので、その場合は、送信部か受信部の何れかが故障状態「×」で地上子が正常状態「○」と判定される（Ｃ１１行）。
【００６２】
こうして、各地上子１１の故障有無にとどまらず送受信回路４６の各送信部および受信部についても故障の有無が検知される。ＡＴＳ−Ｐ符号処理器４０は、判別機能を向上させた最もベーシックなタイプのものなので、故障が検知されると、その故障部位が地上子１１側の場合はもとより送受信回路４６であっても、フェールセーフのため、該当する地上子１１については地上子電力供給回路２９によって動作電力の供給が断たれる。この対処方は従来手法を踏襲したものであるが、従来はできていなかった故障部位の特定ができるようになったので、特に故障したのが送受信回路４６なのか地上子１１なのかという切り分けが高い確度でなされるので、その情報を例えばＡＴＳ−Ｐ符号処理器４０にＬＥＤ点灯で表示させたり駅処理装置１２の端末画面に表示させて活用することができる。
【実施例２】
【００６３】
図２にＡＴＳ−Ｐユニット５４のブロック図を示した本発明のＡＴＳ−Ｐ符号処理器が上述した実施例１のＡＴＳ−Ｐ符号処理器４０と相違する主な点は、二個の地上子１１しか接続できなかったＡＴＳ−Ｐユニット４４がＮｏ．１〜Ｎｏ．８まで最大八個の地上子１１を接続できるＡＴＳ−Ｐユニット５４になったことである。
【００６４】
具体的には、送受信回路４６を改造した送受信回路５６にあっては、地上子１１に接続される可能性のある半二重通信回線が八回線に増えたことに対応して地上子電力供給回路２９の数が増やされており、さらに、モデムＩＣ１（２７）とモデムＩＣ２（２７）それぞれに代えてモデムＩＣ１（５７）とモデムＩＣ２（５７）が導入されている。各モデムＩＣ５７には送信部も受信部も四つずつ搭載されており、モデムＩＣ１（５７）の送信部１〜４がそれぞれ地上子１１Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４の半二重通信回線に接続され、モデムＩＣ１（５７）の受信部５〜８がそれぞれ地上子１１Ｎｏ．５〜Ｎｏ．８の半二重通信回線に接続されており、モデムＩＣ２（５７）の送信部５〜８がそれぞれ地上子１１Ｎｏ．５〜Ｎｏ．８の半二重通信回線に接続され、モデムＩＣ２（５７）の受信部１〜４がそれぞれ地上子１１Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４の半二重通信回線に接続されている。また、そのような対応を反映させた改造により論理部４５が論理部５５になっている。
【００６５】
この場合、本発明の実施に必要な要件を満たしつつ地上子１１の接続可能な最大個数が八つに増えているので、実用性が高い。
【実施例３】
【００６６】
図３にＡＴＳ−Ｐユニット６４のブロック図を示した本発明のＡＴＳ−Ｐ符号処理器が上述した実施例２のＡＴＳ−Ｐ符号処理器と相違する主な点は、送受信回路５６を改造した送受信回路６６についてモデムＩＣ１（５７）とモデムＩＣ２（５７）に加えて予備のモデムＩＣ３（５７）が設けられた点と、論理部５５を改造した論理部６５がモデムＩＣ１（５７）かモデムＩＣ２（５７）の故障時にその機能をモデムＩＣ３（５７）に代行させるようになっている点である。
【００６７】
詳述すると、モデムＩＣ１，ＩＣ２の送信部１〜８及び受信部１〜８と地上子１１Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８の各半二重通信回線との接続には変更がなく、それに加える形で、モデムＩＣ３（５７）の送信部１〜４がそれぞれ地上子１１Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４の半二重通信回線に接続されるとともに夫々地上子１１Ｎｏ．５〜Ｎｏ．８の半二重通信回線にも接続され、モデムＩＣ３（５７）の受信部５〜８がそれぞれ地上子１１Ｎｏ．５〜Ｎｏ．８の半二重通信回線に接続されるとともに夫々地上子１１Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４の半二重通信回線にも接続されている。
【００６８】
また、モデムＩＣ３（５７）の送信部１〜４と受信部５〜８とからそれぞれ地上子１１Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８の半二重通信回線に至る配線には、切替信号Ｒ１に従う開閉スイッチが介挿接続されており、モデムＩＣ３（５７）の受信部５〜８と送信部１〜４とからそれぞれ地上子１１Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８の半二重通信回線に至る配線には、切替信号Ｒ２に従う開閉スイッチが介挿接続されている。
【００６９】
さらに、論理部６５は、電力供給制御信号ＰＷ１，ＰＷ２，ＰＷ３を出力してモデムＩＣ１，ＩＣ２，ＩＣ３それぞれに動作電力を供給するか否かを個別に切替制御するとともに、切替信号Ｒ１，Ｒ２を出力してモデムＩＣ３（５７）の送信部１〜４及び受信部５〜８の接続先を切り替えるようになっている。また、それらの切替制御が電文判別手段４３の故障検知結果に応じて行われるようになっている。
【００７０】
この場合、どこも故障していない正常状態では、予備のモデムＩＣ３（５７）の送信部１〜４も受信部５〜８も、ポーリング電文Ｐを送出したり半二重通信回線同士を短絡したりといった不都合なことを行わないよう、地上子１１Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８の半二重通信回線から切り離されている。これに対し、モデムＩＣ１，ＩＣ２は動作電力が供給され、その送信部１〜８と受信部１〜８は、それぞれ、接続先の半二重通信回線を介して地上子１１Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８と交信を行う。繰り返しとなる詳細な説明は割愛するが、実施例１，２について上述したのと同様に、各送信部からポーリング電文Ｐが送信されて、同じ組の受信部にて、直ちにループバック電文Ｑが得られるとともに、遅れて地上子１１から返信されて来たアンサ電文Ａも得られる。そして、ループバック電文Ｑとアンサ電文Ａの受信状態に基づく故障検知が電文判別手段４３によって行われる。
【００７１】
このような動作が繰り返されているところで、地上子１１が故障して、それが検知されると、やはり該当する地上子１１への動作電力の供給が地上子電力供給回路２９によって断たれるが、送受信回路６６の故障時は異なる。
すなわち、例えばモデムＩＣ１（５７）の送信部か受信部が故障したが、それが割り当てられた地上子１１は正常状態を維持している場合、そのことが電文判別手段４３によって検知されると、その故障検知結果に応じて電力供給制御信号ＰＷ１，ＰＷ３と切替信号Ｒ１，Ｒ２が論理部６５によって変更されて、モデムＩＣ１（５７）が動作を停止し、その代わりにモデムＩＣ３（５７）が動作を開始するとともに、モデムＩＣ３（５７）の送信部１〜４と受信部５〜８がそれぞれ地上子１１Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４に接続されてポーリング電文Ｐの送信とアンサ電文Ａの受信を行う。
【００７２】
こうして、当初は各地上子１１及び半二重通信回線に割り当てられているモデムＩＣ１（５７）及びモデムＩＣ２（５７）の送信部１〜８と受信部１〜８が使用されて正常に動作している間は、予備のモデムＩＣ３（５７）は、各半二重通信回線から切り離されて、ポーリング電文Ｐを各半二重通信回線に送出することもないが、地上子１１は正常なのにモデムＩＣ１，ＩＣ２の送信部１〜８及び受信部１〜８のうち何れか一つ又は複数が故障したと電文判別手段４３が判定したときには、その故障部を搭載したモデムＩＣ５７に代えて予備のモデムＩＣ３（５７）の送信部１〜４や受信部５〜８が該当する半二重通信回線に割り当てられる。そのため、正常な地上子１１を停止させることなく、ポーリング電文Ｐとアンサ電文Ａの送受信を継続することができる。
【実施例４】
【００７３】
図４（ａ）にブロック図を示した本発明のＡＴＳ−Ｐ符号処理器７０が上述した実施例１のＡＴＳ−Ｐ符号処理器４０と相違するのは、制御ユニット４１が改造されて制御ユニット７１になっている点と、１系のＡＴＳ−Ｐ符号処理器７０に加えて２系のＡＴＳ−Ｐ符号処理器７０も導入されて複数台が並設されている点である。
【００７４】
１系，２系のＡＴＳ−Ｐ符号処理器７０は駅処理装置１２に対しても各地上子１１に対しても並列に接続されている。
また、双方の制御ユニット７１同士が、例えば専用線やバス結合などを利用して、稼動権の排他制御のための交信を行えるようになっている。
さらに、制御ユニット７１は、他の制御ユニット７１と交信して、複数台の制御ユニット７１のうち何れか一台だけが稼動権を取得できて稼動系になり、稼動権を取得できなかった残りのユニット７１は待機系になる。
【００７５】
そして、稼動系になった制御ユニット７１を持つＡＴＳ−Ｐ符号処理器７０だけが、駅処理装置１２と交信し、各地上子１１へポーリング電文Ｐを送信し、装置内でループバック電文Ｑを受信し、ポーリング先の地上子１１からアンサ電文Ａを受信するようになっている。
待機系になった制御ユニット７１を持つＡＴＳ−Ｐ符号処理器７０は、稼動系の動作の妨げにならないよう、駅処理装置１２や地上子１１との交信を控える。特に地上子１１へポーリング電文Ｐを送信するようなことは行わないようになっている。
【００７６】
そして、稼動系になっているＡＴＳ−Ｐ符号処理器７０において送受信回路４６のモデムＩＣ２７の送信部か受信部に故障が生じたことが制御ユニット７１の電文判別手段４３によって検知されたときには、その制御ユニット７１はＡＴＳ−Ｐユニット４４による地上子１１との交信動作を停止するとともに稼動権を放棄して他の制御ユニット７１に引き渡すようになっている。
この場合、稼動系のＡＴＳ−Ｐ符号処理器７０で送受信回路４６が故障すると、その制御ユニット７１が保持していた稼動権が他の制御ユニット７１のうち何れか一台だけに移転され、稼動権を得た制御ユニット７１ひいてはＡＴＳ−Ｐ符号処理器７０が新たな稼動系になって地上子１１との交信処理等を引き継ぐ。そのため、正常な地上子１１を停止させることなく、ポーリング電文Ｐとアンサ電文Ａの送受信を継続することができる。
【００７７】
また、図４（ｂ）にブロック図を示した本発明のＡＴＳ−Ｐ符号処理器８０が上記のＡＴＳ−Ｐ符号処理器７０と相違するのは、上位装置である駅処理装置１２も１系に加えて２系が導入されて複数並設状態になっている点と、それに対応した改造により制御ユニット７１が制御ユニット８１になった点である。
ＡＴＳ−Ｐ符号処理器８０は、駅処理装置１２の並列化に対応していること以外、上述したＡＴＳ−Ｐ符号処理器７０と同様に使用され同様に動作する。
【符号の説明】
【００７８】
１０…線路（軌道）、１１…地上子（中継器，応答器）、
１２…駅処理装置（上位装置）、２０…ＡＴＳ−Ｐ符号処理器、
２１…制御ユニット、２２…電文整正手段、２３…電文判別手段、
２４…ＡＴＳ−Ｐユニット、２５…論理部、２６…送受信回路、
２７…モデムＩＣ、２８…マルチプレクサ、２９…地上子電力供給回路、
３０…ＡＴＳ−Ｐ符号処理器、３１…制御ユニット、３３…電文判別手段、
３４…ＡＴＳ−Ｐユニット、３５…論理部、３６…送受信回路、
４０…ＡＴＳ−Ｐ符号処理器、４１…制御ユニット、４３…電文判別手段、
４４…ＡＴＳ−Ｐユニット、４５…論理部、４６…送受信回路、
５４…ＡＴＳ−Ｐユニット、５５…論理部、５６…送受信回路、５７…モデムＩＣ、
６４…ＡＴＳ−Ｐユニット、６５…論理部、６６…送受信回路、
７０…ＡＴＳ−Ｐ符号処理器、７１…制御ユニット、
８０…ＡＴＳ−Ｐ符号処理器、８１…制御ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道の線路に沿って配設されていて何れも正常なポーリング電文には正常なアンサ電文を返信するがフレームの崩れていない軽度な異常のポーリング電文にはその受信電文をそのままアンサ電文として返信しフレームの崩れた中度の異常なポーリング電文にはアンサ電文を返信しない複数の地上子それぞれに個別の半二重通信回線で接続されるとともに前記地上子の故障時には該当する前記半二重通信回線での電力供給を断つＡＴＳ−Ｐ符号処理器において、前記半二重通信回線を介してポーリング電文を送信する送信部とアンサ電文を受信する受信部との組が前記半二重通信回線の回線数以上設けられて前記半二重通信回線に対し個別に割り当てられており、同じ組に属する前記送信部と前記受信部が別のモデムＩＣに搭載されており、前記モデムＩＣは別の組に属する前記送信部と前記受信部を搭載しており、アンサ電文が正常か異常かに応じて前記地上子が正常か故障かを判定する電文判別手段が、ポーリング電文を折り返し受信したループバック電文が正常か異常かに応じて前記地上子の故障判定に加えて前記送信部と前記受信部が正常か故障かまで判定するようになっていることを特徴とするＡＴＳ−Ｐ符号処理器。
【請求項２】
前記電文判別手段が、前記アンサ電文と前記ループバック電文とのうち何れか一方または双方について受信電文が正常か異常かの場合分けを行う際に、異常のときにはその異常がフレームの崩れていない軽度な異常なのかフレームの崩れた中度の異常なのか電文の受信すらない重度な異常なのかという細分化を行うようになっていることを特徴とする請求項１記載のＡＴＳ−Ｐ符号処理器。
【請求項３】
前記半二重通信回線に割り当てられている前記送信部と前記受信部とが正常な間はポーリング電文を前記半二重通信回線に送出しない予備のモデムＩＣが設けられており、前記送信部と前記受信部とのうち何れか一つ又は複数が故障したが地上子は正常であると前記電文判別手段が判定したときには、その故障部を搭載した前記モデムＩＣに代えて前記の予備のモデムＩＣの送信部または受信部を該当する前記半二重通信回線に割り当てる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ＡＴＳ−Ｐ符号処理器。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のうち何れか一項に記載されたＡＴＳ−Ｐ符号処理器を複数具備していて、そのうち一つには稼動系として前記地上子へポーリング電文を送信させるが他のものは待機系としてそこからは前記地上子にポーリング電文が送信されないようにするとともに、前記稼動系に故障が生じたときにはそれに代えて前記待機系の何れかを稼動させるようになっていることを特徴とするＡＴＳ−Ｐ符号処理器。
【請求項１】
鉄道の線路に沿って配設されていて何れも正常なポーリング電文には正常なアンサ電文を返信するがフレームの崩れていない軽度な異常のポーリング電文にはその受信電文をそのままアンサ電文として返信しフレームの崩れた中度の異常なポーリング電文にはアンサ電文を返信しない複数の地上子それぞれに個別の半二重通信回線で接続されるとともに前記地上子の故障時には該当する前記半二重通信回線での電力供給を断つＡＴＳ−Ｐ符号処理器において、前記半二重通信回線を介してポーリング電文を送信する送信部とアンサ電文を受信する受信部との組が前記半二重通信回線の回線数以上設けられて前記半二重通信回線に対し個別に割り当てられており、同じ組に属する前記送信部と前記受信部が別のモデムＩＣに搭載されており、前記モデムＩＣは別の組に属する前記送信部と前記受信部を搭載しており、アンサ電文が正常か異常かに応じて前記地上子が正常か故障かを判定する電文判別手段が、ポーリング電文を折り返し受信したループバック電文が正常か異常かに応じて前記地上子の故障判定に加えて前記送信部と前記受信部が正常か故障かまで判定するようになっていることを特徴とするＡＴＳ−Ｐ符号処理器。
【請求項２】
前記電文判別手段が、前記アンサ電文と前記ループバック電文とのうち何れか一方または双方について受信電文が正常か異常かの場合分けを行う際に、異常のときにはその異常がフレームの崩れていない軽度な異常なのかフレームの崩れた中度の異常なのか電文の受信すらない重度な異常なのかという細分化を行うようになっていることを特徴とする請求項１記載のＡＴＳ−Ｐ符号処理器。
【請求項３】
前記半二重通信回線に割り当てられている前記送信部と前記受信部とが正常な間はポーリング電文を前記半二重通信回線に送出しない予備のモデムＩＣが設けられており、前記送信部と前記受信部とのうち何れか一つ又は複数が故障したが地上子は正常であると前記電文判別手段が判定したときには、その故障部を搭載した前記モデムＩＣに代えて前記の予備のモデムＩＣの送信部または受信部を該当する前記半二重通信回線に割り当てる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ＡＴＳ−Ｐ符号処理器。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のうち何れか一項に記載されたＡＴＳ−Ｐ符号処理器を複数具備していて、そのうち一つには稼動系として前記地上子へポーリング電文を送信させるが他のものは待機系としてそこからは前記地上子にポーリング電文が送信されないようにするとともに、前記稼動系に故障が生じたときにはそれに代えて前記待機系の何れかを稼動させるようになっていることを特徴とするＡＴＳ−Ｐ符号処理器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１８７９９７（Ｐ２０１２−１８７９９７Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５２７３１（Ｐ２０１１−５２７３１）
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【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１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（０００２０７４７０）大同信号株式会社 (83)
【Ｆターム（参考）】
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