电车控制装置的制作方法

本发明的实施方式涉及电车控制装置。

背景技术：

为了使在铁路中使用的电车安全地行驶并停止，正在开发各种各样的安全装置和运行支援装置。例如，作为安全装置，已知自动列车停止装置(ats(automatictrainstop))以及自动列车控制装置(atc(automatictraincontrol))。另外，作为运行支援装置，已知自动运行装置(ato(automatictrainoperation))以及定位置停止装置(tasc：trainautomaticstop-positioncontroller)。

这些安全装置以及运行支援装置中的电车控制装置将从地面接收到的模拟信号一并转换成数字信号，并基于该数字信号进行电车的控制。这样的电车控制装置的接收部有时由并列双重系统构成，从而确保自身的健全性并且能够在发生故障时检测故障。

然而，在接收部内，模拟信号处理部由模拟元件构成，因此特性上存在差异。因此，当将模拟信号处理部设置为并列双重系统时，由两个模拟信号处理部处理的信号之间会产生差异。由于这样的模拟元件的特性差异不是故障，因此就需要将用于判定信号处理系统的健全性的判定基准设定为允许模拟信号处理部的特性差异。这样，难以准确地判定信号处理系统的健全性，难以准确地检测车上接收部的故障。

另外，为了即使在信号处理系统发生故障的情况下也不至于使电车无法行驶，有时采用待机双重系统。然而，如果将待机双重系统以及并列双重系统二者应用于车上接收部，则需要合计四个信号处理系统。在这种情况下，车上接收部的尺寸会变大，其设置面积将变大。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第5204205号说明书

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

本发明提供一种电车控制装置，其能够准确地检测信号处理系统的异常并且尺寸较小。

用于解决技术问题的方案

本实施方式的电车控制装置具备模拟信号处理部，所述模拟信号处理部处理通过天线接收到的模拟接收信号。模拟/数字转换部将来自模拟信号处理部的模拟信号转换成数字信号。数字信号处理部处理数字信号。控制部基于来自数字信号处理部的数字信号控制电车。测试信号产生部向模拟信号处理部提供在频率或者信号内容方面与模拟接收信号不同的模拟测试信号。

附图说明

图1是示出本实施方式的电车控制装置1(以下，也称为控制装置1)的结构的一例的框图。

图2是示出控制部40a、40b中的比较核对动作的一例的示意图。

图3是示出模拟接收信号的频带scnt与模拟测试信号的频带stest之间的关系的一例的图。

图4是示出模拟测试信号的模式的图。

图5是示出模拟测试信号的模式的其他例的图。

图6是示出变形例的模拟接收信号的频带scnt与模拟测试信号的频带stest之间的关系的图。

图7是示出变形例的模拟测试信号的模式的图。

图8是示出第二实施方式的电车控制装置2的结构的一例的框图。

图9是示出第三实施方式的电车控制装置的动作的一例的示意图。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明所涉及的实施方式进行说明。本实施方式并非用来限定本发明。

图1是示出本实施方式的电车控制装置1(以下，也称为控制装置1)的结构的一例的框图。控制装置1搭载于铁路等的电车上，通过天线(例如车载信标、受电器)95接收来自地上信标的信号，并经由变压器90将该信号输入至控制装置1。控制装置1对来自地上信标的信号进行处理并输出控制信号cnt。控制信号cnt用于控制电车。

控制装置1具备模拟信号处理部10、模数转换器(adc：analogtodigitalconvertor)20、数字信号处理部30a、30b、控制部40a、40b、测试信号产生部50以及加法部80。此外，虽然未图示，但是控制装置1也可以构成为待机双重系统。待机双重系统被构成为，设置有多个信号处理系统，在一个信号处理系统发生故障的情况下，切换至另一个信号处理系统进行信号处理。因此，在控制装置1被构成为待机双重系统的情况下，并联两个从模拟信号处理部10到控制部40a、40b的信号处理系统。

模拟信号处理部10对通过天线95接收到的模拟接收信号以及来自测试信号产生部50的模拟测试信号进行模拟处理(例如放大处理、滤波处理)，从而能够在模数转换器20中对该通过天线95接收到的模拟接收信号以及来自测试信号产生部50的模拟测试信号进行数字转换。

作为模拟/数字转换部的模数转换器20将由模拟信号处理部10处理后的模拟接收信号以及模拟测试信号转换成数字信号。

数字信号处理部30a、30b均接收来自模数转换器20的数字信号，并对该数字信号进行数字处理。例如，数字信号处理部30a、30b对数字信号进行傅立叶变换，从而转换成频域。进一步，数字信号处理部30a、30b从数字信号中取出某一频率下的信号电平(信号强度)，并将该频率和信号电平输出至控制部40a、40b。例如，数字信号处理部30a、30b将地上信标与天线95电磁耦合时的谐振频率以及谐振频率下的信号电平作为数字控制信号发送给控制部40a、40b。或者，数字信号处理部30a、30b将规定的频率以及该频率下的信号电平作为数字测试信号发送给控制部40a、40b。数字控制信号用来生成用于控制电车的控制信号cnt。数字测试信号用于确认模拟信号处理部10和模数转换器20的健全性。健全性是指装置未发生故障而是正常地动作。此外，将数字控制信号以及数字测试信号统称为数字信号。

控制部40a、40b基于从数字信号处理部30a、30b接收到的频率和信号电平生成控制信号cnt，或者确认控制装置1的健全性。存储部41a、41b预先存储有正常数字测试信号的参考模式。正常数字测试信号的参考模式在确认模拟信号处理部10、模数转换器20的健全性时被使用，其包括规定的频率以及规定的信号电平。

在此，在本实施方式中，分别设置有多个执行数字信号处理的数字信号处理部30a、30b以及控制部40a、40b，构成了并列双重系统。并列双重系统将两个相同的信号处理系统并联连接，并比较核对(比对)由双方的信号处理系统处理后的信号。作为比较核对的结果，在双方的信号相等的情况下，可确认这两个信号处理系统是健全的。

当将数字信号处理部30a以及控制部40a设为第一系统，并将数字信号处理部30b以及控制部40b设为第二系统时，第一系统和第二系统具有相同的结构。即，数字信号处理部30a、30b彼此为相同的结构，控制部40a、40b也彼此为相同的结构。另外，第一系统以及第二系统接收相同的数字信号。因此，在第一系统和第二系统均正常的情况下，第一系统和第二系统会同样地对数字信号进行处理，并输出相同的控制信号cnt。因此，控制部40a或者40b对控制部40a中的数字信号的频率和信号电平、与控制部40b中的数字信号的频率和信号电平进行比较核对(比对)。由此，在控制部40a、40b中的数字信号的频率和信号电平大致相同的情况下，可知第一系统和第二系统均正常。在控制部40a、40b中的数字信号的频率和/或信号电平存在较大差别的情况下，可知第一系统或者第二系统存在异常。由此，控制部40a、40b能够确认数字信号处理部30a、30b以后的结构的健全性。下面，将执行数字信号处理的数字信号处理部30a、30b以及控制部40a、40b统称为数字信号处理系统。

另一方面，执行模拟信号处理的模拟信号处理部10以及模数转换器20不是并列双重系统，而是由一个系统构成。这是为了使输入到数字信号处理部30a、30b的数字信号相同。

在模拟信号处理部10以及模数转换器20也由并列双重系统构成的情况下，如上所述，由于模拟元件的特性差异，在两个模拟接收信号之间会产生差异。当模拟接收信号存在差异时，从模数转换器20输出的数字控制信号的变化时刻等会产生差异。在这种情况下，无法使输入到数字信号处理部30a、30b的数字信号相同，难以准确地确认上述数字信号处理系统的健全性。

对此，在本实施方式中，由于模拟信号处理部10以及模数转换器20由一个系统构成，因此能够使输入到数字信号处理部30a、30b的数字信号为同一信号(共同信号)。由此，控制部40a、40b能够准确地确认上述数字信号处理系统的健全性。下面，将执行模拟信号处理的模拟信号处理部10以及模数转换器20统称为模拟信号处理系统。

测试信号产生部50接收来自控制部40a或者40b的命令，并向加法器80输出模拟测试信号。模拟测试信号是用于检测模拟信号处理系统的故障的信号，与模拟接收信号一起被模拟信号处理系统以及数字信号处理系统处理。

测试信号产生部50包括数字测试信号产生部51、数模转换器(dac：digitaltoanalogconvertor)52、以及模拟测试信号输出部53。数字测试信号产生部51接收来自控制部40a或者40b的命令并产生数字测试信号。数字测试信号为在规定的频率下用数字值表示规定的电平(信号强度)的信号。数模转换器52将数字测试信号转换成模拟的，并输出模拟测试信号。模拟测试信号输出部53接收来自数模转换器52的模拟测试信号，放大该模拟测试信号并输出至加法器80。模拟测试信号为基于数字测试信号在规定的频率下具有规定的电平(信号强度)的信号。数字测试信号以及模拟测试信号的频率和信号电平被预先设定，并存储于控制部40a、40b。

加法器80设置在变压器90与模拟信号处理部10的输入部之间、以及测试信号产生部50的输出与模拟信号处理部10的输入部之间。加法器80将来自测试信号产生部50的模拟测试信号附加在来自天线95的模拟接收信号上，并向模拟信号处理部10输出。下面，将模拟接收信号以及模拟测试信号统称为模拟信号。模拟信号被模拟信号处理系统处理并被转换成数字信号。此时，模拟测试信号与模拟接收信号被无区别地同时处理，并通过模数转换器20转换成数字信号。数字信号被输出到数字信号处理部30a、30b。数字信号处理部30a、30b对数字信号进行傅立叶变换从而转换成频域，并从数字信号中提取出数字控制信号以及数字测试信号。

控制部40a、40b基于数字控制信号输出控制信号cnt，并基于数字测试信号确认模拟信号处理系统的健全性。

在此，对模拟信号处理系统的健全性的确认进行说明。

已预先获知模拟信号处理部10以及模数转换器20的增益等的特性。因此，在模拟信号处理系统以及数字处理系统正常动作的情况下，通过模拟信号处理系统以及数字处理系统处理后的数字测试信号应该在规定的频率下具有规定的电平(信号强度)。下面，将正常动作时的数字测试信号称为正常数字测试信号。存储部41a、41b预先存储有正常数字测试信号的参考模式，分别与来自数字信号处理部30a、30b的数字测试信号进行比较。此外，可以使用正常动作时实际将模拟测试信号输入到模拟信号处理部10、模数转换器20等中而得到的数字测试信号，来设定正常数字测试信号的参考模式。或者，正常数字测试信号的参考模式也可以使用统计得到的平均的正常数字测试信号，并对多个控制装置1进行共同设定。

在来自数字信号处理部30a、30b的数字测试信号与正常数字测试信号的参考模式之间的电平差(信号强度差或者增益差)小于规定值的情况下，控制部40a、40b判断为模拟信号处理部10以及模数转换器20正常动作。

另一方面，在来自数字信号处理部30a、30b的数字测试信号与正常数字测试信号的参考模式之差(信号强度差或者增益差)大于等于规定值的情况下，控制部40a、40b判断为模拟信号处理部10或者模数转换器20未正常动作，在某一个结构中发生了异常。这样，本实施方式的控制装置1能够使用测试信号来确认模拟信号处理系统的健全性，而不将模拟信号处理系统设置为并列双重系统。

此外，对于数字信号处理系统，由于可通过上述并列双重系统确认其健全性，因此，数字测试信号被用于确认模拟信号处理系统的健全性。即，只要通过并列双重系统确保了数字信号处理系统的健全性，数字测试信号就可以被用于确认模拟信号处理系统的健全性。

接下来，说明用于检测异常和故障的比较核对动作。

图2的(a)至图2的(d)是示出控制部40a、40b的比较核对动作的一例的示意图。

图2的(a)示出了存储于寄存器中的正常数字测试信号的参考模式。正常数字测试信号的参考模式预先存储在存储部41a、41b中。控制部40a、40b基于该正常数字测试信号的参考模式，从测试信号产生部50产生规定的模拟测试信号。

地址表示写入寄存器的地址，数据表示模拟测试信号的电平。数据表示模拟测试信号的电平。例如，在数据为1的情况下，模拟测试信号的电平为-40dbv。在数据为2的情况下，模拟测试信号的电平为-35dbv。在数据为3的情况下，模拟测试信号的电平为-30dbv。这样，数据的数值每增加1，模拟测试信号的电平逐次增加5dbv。即，每当数据的数值变化时，模拟测试信号的电平就发生变化。

另外，各地址的数据按照地址的顺序被读取出来。读取的时间间隔设定为规定的时间间隔(例如50ms)。因此，例如，在各地址所表示的数据以50ms的间隔被读取并被执行的情况下，模拟测试信号的电平每隔50ms变为3(例如-30dbv)、0(例如-45dbv)、0(例如-45dbv)、3(例如-30dbv)、0(例如-45dbv)。这样，控制部40a、40b能够基于正常数字测试信号的参考模式从测试信号产生部50产生模拟测试信号。

当然，对地址和数据的对应关系、地址的数值的设定、数据的数值的设定以及模拟测试信号的电平的设定均不作限定，是任意的。

图2的(b)至图2的(d)表示输入按照图2的(a)所示的参考模式生成的模拟测试信号而得到的数字测试信号的结果模式。从产生模拟测试信号到存储数字测试信号需要耗费一定程度的时间(以下，也称为迟延时间)。考虑到这样的迟延时间，控制部40a、40b对图2的(a)的参考模式的地址1～5的数据和图2的(b)的结果模式的地址2～6的数据分别进行比较。

例如，假定在参考模式的地址+1以内数据±1为允许范围时，由于图2的(b)的结果模式相对于图2的(a)的参考模式在允许范围内，因此控制部40a、40b判断为模拟信号处理系统正常。

另一方面，由于图2的(c)的结果模式相对于图2的(a)的参考模式在允许范围外，因此控制部40a、40b判断为模拟信号处理系统异常。

图2的(d)的结果模式由于迟延时间较长，因此相对于图2的(a)的参考模式在允许范围外。在这种情况下，控制部40a、40b也判断为模拟信号处理系统异常。

在判断为模拟信号处理系统异常的情况下，控制部40a、40b在电车的乘务员用的监视器上显示警告，或者发出警报。或者，控制部40a、40b也可以控制电车的制动器，或者向电车的外部(地上信标等)发送该旨意。

接下来，对模拟接收信号以及模拟测试信号的频带进行说明。

图3是示出模拟接收信号的频带scnt与模拟测试信号的频带stest之间的关系的一例的图。在该图中，纵轴表示信号电平(信号强度或者增益)。横轴表示频率。此外，数字控制信号以及数字测试信号虽然在形式上与模拟接收信号以及模拟测试信号不同，但是分别体现出与模拟接收信号以及模拟测试信号相同的特性(频率、信号电平)。因此，省略了关于数字接收信号以及数字测试信号的频带的图示。

模拟接收信号的可采用的频带scnt由规格等规定。对此，模拟测试信号的频带stest设定在模拟接收信号的频带scnt的高频侧或者低频侧，模拟测试信号的峰值频率fp位于模拟接收信号的频带scnt的附近且位于模拟接收信号的频带scnt的外侧。例如，在图3中，模拟测试信号的峰值频率fp位于模拟接收信号的频带scnt的最大值fmax附近，且大于最大值fmax(fp>fmax)。由于峰值频率fp大于最大值fmax，因此控制部40a、40b能够在数字信号处理后根据数字控制信号与数字测试信号的频率的不同来区别它们。另外，峰值频率fp虽然超过了最大值fmax，但是位于最大值fmax附近。由此，控制部40a、40b能够使用具有接近模拟接收信号的频率的模拟测试信号来测试模拟信号处理系统，准确地确认其健全性。此外，虽然未图示，但是在模拟测试信号的峰值频率fp设定于模拟接收信号的频带scnt的低频侧的情况下，模拟测试信号的峰值频率fp位于模拟接收信号的频带scnt的最小值fmin的附近，且小于最小值fmin(fp<fmin)。由于峰值频率fp小于最小值fmin，因此控制部40a、40b能够在数字信号处理后根据数字控制信号与数字测试信号的频率的不同来区别它们。另外，峰值频率fp虽然低于最小值fmin，但是位于最小值fmin附近。由此，控制部40a、40b能够使用具有接近模拟接收信号的频率的模拟测试信号来测试模拟信号处理系统，准确地确认其健全性。

进一步，使模拟接收信号的频带scnt内的模拟测试信号的强度小于等于模拟接收信号的噪声电平(热噪声电平)nl。例如，在图3中，在小于等于最大值fmax的频率下，模拟测试信号的强度小于等于模拟接收信号的噪声电平nl。由此，能够尽可能地减小模拟测试信号对模拟接收信号产生的影响。

这样，在本实施方式中，模拟测试信号的峰值频率fp位于模拟接收信号的频带scnt的附近且位于模拟接收信号的频带scnt的外侧。进一步，模拟接收信号的频带scnt中的模拟测试信号的强度小于等于模拟接收信号的噪声电平nl。由此，控制部40a、40b能够使用接近模拟接收信号的频率来准确地确认模拟信号处理系统的健全性，而不会对模拟接收信号产生影响。

接下来，对模拟测试信号的模式进行说明。

图4是示出模拟测试信号的模式的图。该图的纵轴表示模拟测试信号的信号电平(信号强度或者增益)。横轴表示时间。该图的模拟测试信号是从经过模拟信号处理部10向模数转换器20输入时的信号中提取模拟测试信号而得到的。因此，有时在被加法器80进行加法运算的模拟测试信号中包含有噪声n。此外，测试信号产生部50接收控制部40b或者40a的命令来生成模拟测试信号的模式。

如图4所示，以规定的信号电平的模式周期性地输出模拟测试信号。此外，t1以前、t2至t3、t4至t5是模拟测试信号的信号电平为零(即，未输出模拟测试信号)的期间。因此，在模拟信号处理部10正常且无噪声n的情况下，t1以前、t2至t3、t4至t5中的信号电平小于等于阈值sth。阈值sth表示由控制部40a、40b检测为信号的最低信号电平。另外，模拟接收信号的可采用的信号电平由规格等规定。因此，也可以说阈值sth是模拟接收信号的可采用的信号电平的规格的下限。

首先，在时间t1至t2中，模拟测试信号具有大于信号电平的规格的下限(阈值sth)但接近该下限的信号电平(第一信号强度)。接下来，在t2至t3中，模拟测试信号的信号电平为零。接下来，在t3至t4中，模拟测试信号具有小于信号电平的规格的上限但接近该上限的信号电平(第二信号强度)。接下来，在t4至t5中，模拟测试信号的信号电平为零。这样，模拟测试信号在信号电平的规格的范围内，使具有下限附近的第一信号强度的信号和具有上限附近的第二信号强度的信号周期性地反复出现。由此，控制部40a或者40b能够在接收信号电平的规格的几乎整个范围内确认模拟信号处理系统的健全性。即，能够确认模拟信号处理系统的涵盖较大范围的动态区间的健全性。

此外，在t2至t3中产生了噪声n。由于噪声n与模拟信号处理系统的故障不同，因此控制部40a、40b需要去除并判断噪声n。例如，噪声一般过渡性地仅在短时间中产生，而模拟信号处理系统的故障持续地产生异常信号。因此，控制部40a、40b可以基于噪声的产生期间(噪声的电平超过阈值sth的期间)来判断噪声。例如，预先设定噪声允许期间(例如约10ms)，在异常信号的产生期间为噪声允许期间以下的情况下，控制部40a、40b将该异常信号判断为噪声。对于被判断为噪声的异常信号，控制部40a、40b不将其用于模拟信号处理系统的健全性的判断。由此，即使模拟测试信号中包含有噪声，控制部40a、40b也能够准确地判断模拟信号处理系统的健全性。

图5是示出模拟测试信号的模式的其他例的图。图5所示的模拟测试信号具有模拟接收信号的规格的上限与下限之间的任意一个(中间的)信号电平(以下，也称为标准信号电平)。模拟测试信号周期性地重复标准信号强度。例如，在时间t11至t12中，模拟测试信号具有标准信号强度。接下来，在t12至t13中，模拟测试信号的信号电平为零。之后，模拟测试信号重复t11至t13的信号模式。这样，模拟测试信号也可以周期性地重复位于接收信号电平的规格的范围的上限与下限之间的标准信号强度。即使是这样的模拟测试信号的模式，也能够确认模拟信号处理系统的健全性。

此外，在t11以前，产生了噪声n1，在t11至t12中产生了噪声n2。噪声n1、n2的判断，可以与参照图4说明过的噪声n的判断相同。因此，在噪声n1、n2的产生期间(噪声的信号电平超过阈值sth的期间)为噪声允许期间以下的情况下，控制部40a、40b不将噪声n1、n2用于模拟信号处理系统的健全性的判断。由此，即使模拟测试信号中包括有噪声n1、n2，控制部40a、40b也能够准确地判断模拟信号处理系统的健全性。

(变形例)

图6是示出变形例的模拟接收信号的频带scnt与模拟测试信号的频带stest之间的关系的图。在该图中，纵轴表示信号电平(信号强度或者增益)。横轴表示频率。此外，数字控制信号以及数字测试信号虽然在形式上与模拟接收信号以及模拟测试信号不同，但是分别体现出与模拟接收信号以及模拟测试信号相同的特性(频率、信号电平)。

在图6中，使用两个频带发送模拟测试信号。模拟测试信号的频带stest_h与图3所示的模拟测试信号同样地，设定在模拟接收信号的频带scnt的高频侧，模拟测试信号的峰值频率(第一频率)fp_h位于模拟接收信号的频带scnt的附近且位于模拟接收信号的频带scnt的外侧。例如，模拟测试信号的峰值频率fp_h位于模拟接收信号的频带scnt的最大值fmax附近，且大于最大值fmax(fp_h>fmax)。由于峰值频率fp大于最大值fmax，因此控制部40a、40b能够在数字信号处理后根据数字控制信号与数字测试信号的频率的不同来区别它们。另外，峰值频率fp_h虽然超过最大值fmax，但是位于最大值fmax附近。由此，控制部40a、40b能够使用接近模拟接收信号的频率来测试模拟信号处理系统，准确地确认其健全性。

另一方面，模拟测试信号的频带stest_l设定在模拟接收信号的频带scnt的低频侧，模拟测试信号的峰值频率fp_l位于模拟接收信号的频带scnt的附近且位于模拟接收信号的频带scnt的外侧。例如，模拟测试信号的峰值频率(第二频率)fp_l位于模拟接收信号的频带scnt的最小值fmin附近，且小于最小值fmin(fp_l<fmin)。由于峰值频率fp_l小于最小值fmin，因此控制部40a、40b能够在数字信号处理后根据数字控制信号与数字测试信号的频率的不同来区别它们。另外，峰值频率fp_l虽然低于最小值fmin，但是位于最小值fmin附近。由此，控制部40a、40b能够使用接近模拟接收信号的频率来测试模拟信号处理系统，准确地确认其健全性。

进一步，使模拟接收信号的频带scnt内的模拟测试信号的强度小于等于模拟接收信号的噪声电平(热噪声电平)nl。例如，在图6中，最小值fmin至最大值fmax的频带中的模拟测试信号的强度小于等于模拟接收信号的噪声电平nl。由此，能够尽可能地减小模拟测试信号对模拟接收信号产生的影响。

这样，模拟测试信号的频率被设定在位于模拟接收信号的频带scnt两侧的两个频带stest_l、stest_h。由此，不仅能够确认模拟接收信号的高频带侧的模拟信号处理系统的健全性，还能够确认模拟接收信号的低频带侧的模拟信号处理系统的健全性。在频带stest_l和频带stest_h中确认了模拟信号处理系统的健全性时，控制部40a、40b能够推测在频带stest_l与频带stest_h之间的整个频带scnt中模拟信号处理系统也是健全的。

图7是示出变形例的模拟测试信号的模式的图。在本变形例中，模拟测试信号在频带(第一频率)stest_h以及频带(第二频率)stest_l各自中，周期性地重复某个信号强度(例如标准信号强度)。然而，模拟测试信号在频带stest_l和频带stest_h中在不同的时刻交替地上升。例如，频带stest_l的模拟测试信号在时间t23至t24、t27至t28中具有标准信号强度，变为标准信号强度的周期为t23至t27。另一方面，频带stest_h的模拟测试信号在时间t21至t22、t25至t26中具有标准信号强度，变为标准信号强度的周期为t21至t25。即，频带stest_l的模拟测试信号的产生周期与频带stest_h的模拟测试信号的产生周期相互错开半个周期。由此，能够抑制模数转换器20的放大器饱和。

另外，控制部40a、40b能够在频带stest_h以及频带stest_l二者中确认模拟信号处理系统的健全性。由于频带stest_l的模拟测试信号与频带stest_h的模拟测试信号相互错开半个周期，因此控制部40a、40b能够以比较短的周期频繁地检测模拟信号处理系统的故障。即，能够提高故障检测的工作比。进一步，在本变形例中，能够使控制部40a、40b对模拟信号处理系统进行故障检测的周期比安全装置或者运行支援装置的规格中规定的故障检测周期短。由此，控制部40a、40b能够在由规格规定的故障检测周期内检测模拟信号处理系统的故障，并与此相应地向电车的监视器(未图示)显示警告或者控制制动器。

(第二实施方式)

图8是示出第二实施方式的电车控制装置2的结构的一例的框图。第二实施方式与第一实施方式的不同之处在于，数字信号处理部30a具备位监视器(bitmonitor)32。第二实施方式的其他结构可以与第一实施方式的对应的结构相同。数字信号处理部30a例如由单片的fpga(fieldprogrammablegatearray：现场可编程门阵列)构成，并具备输入部31、滤波处理部33以及输出部34。控制部40a通过vme总线以可通信的方式与输出部34连接。控制部40a例如也可以由单片的cpu构成。此外，在图8中，为了便于说明，图示出了数字信号处理部30a以及控制部40a，省略了数字信号处理部30b以及控制部40b的图示。此外，数字信号处理部30b可以与数字信号处理部30a同样地由单片的fpga构成。控制部40b可以与控制部40a同样地由单片的cpu构成。

位监视器32设置在输入部31内，其监视来自模数转换器20的数字测试信号的比特位。测试信号产生部50在电车行驶过程中以及停车过程中，周期性地反复输出模拟测试信号。因此，位监视器32以与模拟测试信号的输入周期相同或者更长的周期监视数字控制信号的比特位变化。

在模拟信号处理系统正常动作的情况下，数字控制信号的比特位会随着模拟测试信号的周期性变化而发生变化。然而，在数字控制信号的比特位经过规定期间(模拟测试信号的周期)以上不发生变化而是固定的情况下，模拟信号处理系统发生故障的可能性较高。在这种情况下，数字信号处理部30a、30b向控制部40a、40b输出出错信号。控制部40a、40b可以在接收到出错信号的情况下判断为模拟信号处理系统异常。

另外，在电车行驶过程中，位监视器32也可以代替监视数字测试信号而监视数字控制信号的比特位，或者与监视数字测试信号一起监视数字控制信号的比特位。这是因为数字控制信号的比特位可能在电车停止过程中固定，但是在电车行驶过程中频繁地变动。因此，在电车行驶过程中，位监视器32可以通过监视数字控制信号的比特位来判断模拟信号处理系统的异常。

这样，也可以通过位监视器32监视数字测试信号或者数字控制信号的比特位，控制部40a、40b基于数字测试信号或者数字控制信号的比特位的固定时间来判断模拟信号处理系统的异常。由此，第二实施方式能够简便地确认模数转换器20的健全性。

只要通过上述位监视器32进行比特位的监视并执行控制部40a、40b的比较核对动作，第二实施方式也能够获得第一实施方式的效果。

(第三实施方式)

图9是示出第三实施方式的电车控制装置的动作的一例的示意图。

例如，由于在应答型ats中使用了fsk(frequencyshiftkeying：频移键控)方式，因此有时候利用带通滤波器来限制控制信号的频带宽度。在这种情况下，难以将模拟测试信号的频率设定在模拟接收信号的频带外。

因此，在第三实施方式中，将模拟测试信号的频率设定在模拟接收信号的频带内，并在信号的内容(电文)方面进行区别。例如，将模拟测试信号的电文设置为不可能在模拟接收信号中使用(没有意义)的电文，使其必定与模拟接收信号的电文不同。更具体而言，作为模拟测试信号的电文，可考虑相同文字的罗列。第三实施方式的控制装置的结构可以与第一和第二实施方式的控制装置中的任意一个的结构相同。

例如，在未接收到模拟接收信号的期间，测试信号产生部50以固定周期间歇性地输出模拟测试信号。与第一或者第二实施方式同样地，控制部40a、40b能够通过与模拟测试信号相对应的数字测试信号来确认模拟信号处理系统的健全性。

另一方面，在接收到模拟接收信号的期间，当模拟测试信号被附加在模拟接收信号上时，有可能无法对模拟接收信号的电文进行解调。然而，通常，在发送模拟接收信号时，相同内容的电文被连续发送四个。控制部40a、40b在能够正确地解调连续的四个电文中的两个电文时采用该电文。这被称为4c2检验。

因此，利用4c2检验，在接收到与模拟测试信号不同的模拟接收信号的一个电文时，测试信号产生部50立即停止产生模拟测试信号。由此，使控制部40a、40b能够正确地解调连续的四个电文中的至少两个电文。在模拟测试信号重叠于模拟接收信号的初始的电文的情况下，有可能无法解调该初始的电文，但是之后的第二至第四个电文能够解调。在模拟测试信号未重叠于模拟接收信号的初始的电文的情况下，接收到初始电文之后，测试信号产生部50立即停止产生模拟测试信号。在这种情况下，第一至第四个电文均能够解调。

这样，在第三实施方式中，虽然模拟测试信号的频率与模拟接收信号的频带重叠，但是，在数据的内容(电文)方面对模拟测试信号与模拟接收信号加以区别。进一步，在接收到模拟接收信号的情况下，立即停止产生模拟测试信号，使模拟接收信号能够解调。这样，根据第三实施方式，控制部40a、40b能够对模拟接收信号与模拟测试信号二者进行解调，并能够识别它们。由此，能够确认模拟信号处理系统的健全性。

虽然对本发明的几个实施方式进行了说明，但是这些实施方式是作为例子提出的，并非旨在限定发明的保护范围。这些实施方式能够以其他各种方式实施，在不偏离本发明的宗旨的范围内，能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式或其变形包含在发明的保护范围或宗旨中，同样地也包含在权利要求书所记载的发明和其等同的保护范围内。