速度检测装置制造方法
【专利摘要】本发明的速度检测装置基于测速发电机（la)的输出信号检测列车速度，根据基于来自搭载于车上的测速发电机（la)的输出信号测量出的列车的行驶距离、通过与测速发电机（la)不同的机构测量出的列车的行驶距离以及从地上单元(P0)得到的下一规定的到地上单元（P1)为止的距离信息的比较结果，判断测速发电机（la)有无故障。
【专利说明】速度检测装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及速度检测装置，其具备测速发电机，检测列车的速度。
【背景技术】
[0002] 以往，作为这种速度检测装置，例如已知专利文献1所记载的装置。该专利文献1 所记载的速度检测装置构成为：基于连接到列车的车轴的测速发电机的输出信号和预先测 量出的车轮直径，检测列车的速度。
[0003] 由这种速度检测装置检测出的列车速度的信息例如输入到进行规定的列车控制 的列车控制装置等，用于列车的控制等。例如，在专利文献2所记载的列车控制装置中，基 于来自速度检测装置的列车速度算出从规定的基准位置起的列车的行驶距离，根据所算出 的行驶距离检测出列车的位置，从而高效地控制列车间隔。并且，该列车控制装置构成为： 在设置于列车的车上单元（日语原文为："車上子"）与设置于地上的地上单元（日语原文 为："地上子"）相对而耦合时，将从该地上单元得到的列车的位置信息与基于来自速度检 测装置的列车速度得到的列车位置进行比较，校正例如因车轮直径等而导致的速度检测误 差。
[0004] 现有抟术f献
[0005] 专利f献
[0006] 专利文献1 :特开2003-315354号公报
[0007] 专利文献2 :特开2008-126721号公报
【发明内容】
[0008] 发明要解决的问是页
[0009] 此外，因为由使用了这种测速发电机的速度检测装置检测出的列车速度的信息输 入到例如列车控制装置等而用于列车的控制等，因此需要检测测速发电机的故障。
[0010] 然而，在现有的专利文献2所记载的列车控制装置中，将根据检测出的列车速度 确定的列车位置与从地上单元得到的列车的位置信息进行比较，在两者的差大时认为测速 发电机发生了故障，但在发生了地上单元与车上单元间的通信不良的情况下，无法从地上 单元得到列车的位置信息，因此有可能无法检测出测速发电机的故障。
[0011] 本发明是着眼于上述问题而完成的，其目的在于，提供能可靠地检测测速发电机 的故障的速度检测装置。
[0012] 用于解决问题的方案
[0013] 为了达到上述目的，本发明的速度检测装置基于测速发电机的输出信号检测列车 速度，其特征在于，根据基于来自搭载于车上的上述测速发电机的输出信号测量出的列车 的行驶距离、通过与上述测速发电机不同的机构测量出的列车的行驶距离以及从地上单元 得到的到下一规定的地上单元为止的距离信息的比较结果，判断上述测速发电机有无故 障。
[0014] 发明效果
[0015] 根据本发明的速度检测装置，构成为根据基于来自测速发电机的输出信号测量出 的列车的行驶距离、通过与上述测速发电机不同的机构测量出的列车的行驶距离以及来自 地上单元的距离信息的比较，来判断测速发电机的故障，因此，在由于通信不良等而未能从 地上单元得到信息的情况下，能够将基于来自测速发电机的输出信号测量出的列车的行驶 距离和通过与测速发电机不同的机构测量出的列车的行驶距离进行比较，来判断测速发电 机有无故障。这样，能够提供能可靠地检测测速发电机的故障的速度检测装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1是示出本发明所涉及的速度检测装置的一实施方式的概要构成图。
[0017] 图2是示出本实施方式的车上装置的框图。
[0018] 图3是示出测速发电机的输出信号的波形例的图。
[0019] 图4是示出测速发电机的输出信号的另一波形例的图。
【具体实施方式】
[0020] 以下，基于附图来说明本发明的实施方式。
[0021] 图1示出本发明的速度检测装置的一实施方式的概要构成图。
[0022] 在图1中，本实施方式的速度检测装置基于测速发电机la的输出信号检测列车速 度，具备以下部分：测速发电机式测量部1，其搭载于车上，基于来自测速发电机la的输出 信号测量列车的行驶距离；多普勒测量仪2和GPS测量仪3,其独立于测速发电机式测量部 1地搭载于车上，基于与来自测速发电机la的输出信号不同的信号测量列车的行驶距离， 作为预备测量部；车上装置10,其搭载于列车；以及地上装置20,其设置于地上侧。
[0023] 上述测速发电机式测量部1搭载于车上，基于来自测速发电机la的输出信号测量 列车的行驶距离，如图2所示，例如具备测速发电机la和TG运算部lb。
[0024] 上述测速发电机la连接到列车的车轴，例如是车轴每转1圈时产生规定数量Z 的脉冲信号的一般的转速表传感器（tachogenerator)，构成为将所产生的脉冲信号输出到 TG运算部lb。例如，如图3所示，测速发电机la设定为车轴每转1圈时产生3个脉冲信号。 此外，每转1圈的脉冲数量当然不限于3个，能够任意设定。
[0025] 上述TG运算部lb基于来自测速发电机la的脉冲信号计算行驶距离。TG运算部 lb例如构成为：在规定的采样时间T中，对来自测速发电机la的脉冲信号的脉冲数量进行 计数，基于该计数值Μ(在图3中，Μ = 9)、预先设定的列车的车轮直径D以及车轴每转1圈 时的预先设定的脉冲信号发生数Ζ，利用下式（1)算出列车的速度，根据所算出的列车速度 Vtg和脉冲信号的采样时间Τ，利用下式（2)算出列车的行驶距离。此外，采样时间Τ内的 行驶距离Ltg也可以与列车速度Vtg无关地利用下式（3)算出。如图2所示，由TG运算部 lb算出的行驶距离Ltg输出到车上装置10的后述的到达判断部11和故障判断部12。
[0026] Vtg = π XDXM/(ZXT) (1)
[0027] Ltg = Vtg XT (2)
[0028] Ltg = π XDXM/Z (3)
[0029] 上述多普勒测量仪2和上述GPS测量仪3独立于测速发电机式测量部1地搭载于 车上，分别测量列车的行驶距离。这样，在本实施方式中，预备测量部包括不同的多个测量 仪 2、3。
[0030] 多普勒测量仪2设置于列车的底面等，构成为：向线路（铁路轨道）发送电波，并 接收其反射波，由此，利用由列车与线路间的相对移动产生的多普勒效应测量列车的速度， 并且测量列车的行驶距离。例如，如图2所示，多普勒测量仪2具备以下部分：多普勒传感 器2a，其发送和接收规定的电波，并输出接收信号；以及DP运算部2b，其基于来自该多普勒 传感器2a的输出信号算出列车的速度，根据所算出的速度Vdp算出列车的行驶距离。如图 2所示，由DP运算部2b算出的行驶距离Ldp输出到到达判断部11和故障判断部12。
[0031] 虽然省略图示，但GPS测量仪3包括一般的GPS接收机，构成为基于由该GPS接收 机得到的列车的位置信息测量列车的行驶距离。如图2所示，由该GPS测量仪3测量出的 行驶距离Lgps被输出到到达判断部11和故障判断部12。
[0032] 如图2所示，上述车上装置10具备故障判断部11和到达判断部12。测速发电机 式测量部1、多普勒测量仪2以及GPS测量仪3连接到车上装置10,并且设置于列车的前头 下部等的车上单元T连接到车上装置10。车上单元T构成为：与设置于地上的规定位置的 地上单元（后述的Ρ〇、Ρ1等）进行电磁耦合，从而接收来自地上装置20的距离信息。如后 所述，预先设定了配置于各车站的前头侧的地上单元P〇、P1等，作为将距离信息发送给车 上单元T的规定的地上单元。
[0033] 上述到达判断部11判断列车是否已到达下一规定的地上单元。到达判断部11例 如构成为：基于来自地上单元的距离信息进行到达判断，并且还基于预先设定的地上单元 的位置信息进行到达判断。由此，即使是在发生了地上单元与车上单元间的通信不良的情 况下，也能基于地上单元的位置信息进行到达判断。到达判断部11的基于来自上述地上单 元的距离信息的到达判断，具体来说如图1所示，构成为：向多普勒测量仪2和GPS测量仪 3 (预备测量部）发出指令以取得从地上单元P0 (车站1的前头侧）到下一地上单元P1 (下 一车站2的前头侧的地上单元）为止的距离信息LpO并且测量以地上单元P0为基准的列车 的行驶距离，在来自多普勒测量仪2的行驶距离Ldp和来自GPS测量仪3的行驶距离Lgps 的值中的至少一方与从地上单元P0得到的行驶距离LpO -致时，判断为列车已到达下一地 上单元P1。另外，到达判断部11的基于规定的地上单元的位置信息的到达判断，具体来说 构成为：预先存储有规定的地上单元的位置信息，在该位置信息与例如从GPS测量仪3得到 的列车的位置信息一致时，判断为列车已到达下一地上单元P1。
[0034] 上述故障判断部12构成为：根据测速发电机式测量部1的测量结果（Ltg)、多普 勒测量仪2的测量结果（Ldp)、GPS测量仪3的测量结果（Lgps)以及从地上单元P0得到的 到下一规定的地上单元P1为止的距离信息LpO的比较结果，判断测速发电机la有无故障。
[0035] 另外，故障判断部12构成为：在判断为测速发电机la有故障时，向列车的驾驶室 监视器4输出警报显示信号。由此，将测速发电机la的故障通知给列车的驾驶员。此外， 故障判断部12在判断为测速发电机la有故障时，例如也能够经由车上单元T和地上单元 等向地上装置20输出警报显示信号。由此，地上装置20当接收到警报显示信号时在地上 侧的监视器上进行警报显示。
[0036] 例如，如图2所示，上述地上装置20设置于每个车站，构成为：经由地上单元P0向 车上侧发送到下一车站2的前头侧的地上单元等下一规定的地上单元P1为止的距离信息 LpO。另外，地上装置20构成为：在接收到来自车上侧的警报显示信号时，向车上侧发送列 车的控制指令。该控制指令例如可以是使驾驶室监视器4显示"不能出发"的控制指令，也 可以是使通常用制动器NB工作的控制指令。
[0037] 接着，基于图2和图4来说明本实施方式的速度检测装置中的测速发电机的故障 检测的动作。此外，分以下情况进行说明：在车站1，经由地上单元P0正常取得到下一地上 单元P1为止的距离信息LpO,并且在列车处于停车中等时测速发电机la发生断叉（ 7才一 夂折Λ :测速发电机不产生脉冲信号的现象），列车在该状态下到达车站2 ;以及在车站1， 由于地上单元Ρ0与车上单元Τ间的通信不良等而未能得到距离信息LpO,测速发电机la发 生断叉，列车在该状态下到达车站2。另外，假定测速发电机式测量部1 (测速发电机la)、 多普勒测量仪2以及GPS测量仪3不会同时发生故障。
[0038] 首先，说明在车站1能从地上单元P0得到距离信息LpO的情况。
[0039] 在车站1，地上装置20经由地上单元P0发送到下一车站2的前头侧的地上单元 P1为止的距离信息LpO。并且，当列车到达车站1时，车上单元T与地上单元P0相对而正 常地进行电磁耦合，车上装置10经由车上单元T取得到下一车站2的前头侧的地上单元P1 为止的距离信息LpO,向到达判断部11和故障判断部12输出距离信息LpO。
[0040] 在此，到达判断部11在从省略图示的上一个（在图2中为左侧）车站等的用于发 送距离信息的地上单元P已经得到的到地上单元P0为止的距离信息Lp和以该地上单元P 为基准而由多普勒测量仪2和GPS测量仪3测量出的行驶距离Ldp及行驶距离Lgps中的至 少一方与从地上单元P得到的距离信息一致时，判断为列车已到达地上单元P0,向多普勒 测量仪2和GPS测量仪3发出指令从而测量以地上单元P0为基准的列车的行驶距离。此 时，到达判断部11还进行预先设定的地上单元P0的位置信息与从GPS测量仪3得到的列 车的位置信息是否一致的监视。
[0041] 并且，在车站1，故障判断部12在到达判断部11判断为已到达地上单元P0时，将 已经从地上单元P得到的距离信息Lp与测速发电机式测量部1的测量结果（Ltg)进行比 较，判断为LpO与Ltg的误差是预先确定的第1阈值以下，例如向驾驶室监视器4和地上装 置20的监视器输出表示测速发电机la正常的显示信号。
[0042] 当列车向车站2出发时，多普勒测量仪2和GPS测量仪3基于来自到达判断部11 的指令，分别测量以地上单元P0为基准的列车的行驶距离。另一方面，在车站1发生了断 叉的测速发电机la在列车从车站1向车站2行驶过程中，如图4所示，将每转1圈的脉冲 数量比正常时（参照图3)少的脉冲信号向TG运算部lb输出。并且，到达判断部11在来 自多普勒测量仪2的行驶距离Ldp和来自GPS测量仪3的行驶距离Lgps中的至少一方与 从地上单元P0得到的行驶距离LpO -致时，判断为列车已到达下一地上单元P1。
[0043] 并且，故障判断部12在到达判断部11判断为已到达地上单元P1时，将已经从地 上单元P0得到的距离信息LpO与测速发电机式测量部1的测量结果（Ltg)进行比较，检测 出LpO与Ltg的误差超过了预先确定的第1阈值，判断为测速发电机la有故障，向列车的 驾驶室监视器4和地上装置20的监视器输出警报显示信号。
[0044] 接着，说明在车站1未能从地上单元P0得到距离信息LpO的情况。此外，车站1 的到达判断和故障判断与能得到上述距离信息的情况是相同的，因此将说明简化。
[0045] 车上装置10在列车到达车站1时，由于车上单元T与地上单元P0间的通信不良 而导致从地上单元P0到下一地上单元P1为止的距离信息LpO的取得失败。
[0046] 在此，在车站1，到达判断部11判断为列车已到达地上单元P0,向多普勒测量仪2 和GPS测量仪3发出指令从而测量以地上单元P0为基准的列车的行驶距离。其后，列车向 车站2出发。并且，多普勒测量仪2和GPS测量仪3分别开始列车的行驶距离的测量。另 一方面，发生了断叉的测速发电机la将比正常时少的脉冲数量的脉冲信号向TG运算部lb 输出。并且，到达判断部11在从GPS测量仪3得到的列车的位置信息与预先设定的地上单 元P1的位置信息一致时，判断为列车已到达下一地上单元P1。
[0047] 并且，故障判断部12在到达判断部11判断为已到达地上单元P1时，例如在Ltg 与Ldp的误差和Ltg与Lgps的误差中的至少一方超过预先确定的第1阈值的情况下，判断 为测速发电机la有故障，向驾驶室监视器4和地上装置20的监视器输出警报显示信号。
[0048] 根据所述的本实施方式的速度检测装置，构成为不仅根据基于来自测速发电机la 的列车速度测量列车的行驶距离的测速发电机式测量部1的测量结果与来自地上单元的 距离信息的比较，还根据测速发电机式测量部1的测量结果与预备测量部（多普勒测量仪 2, GPS测量仪3)的测量结果的比较，来判断测速发电机la有无故障，因此，在由于通信不 良等而未能从地上单元得到信息的情况下，能够进行测速发电机式测量部1的测量结果与 作为预备测量部的多普勒测量仪2和GPS测量仪3的测量结果的比较，来判断测速发电机 la有无故障。这样，能够提供能可靠地检测测速发电机la的故障的速度检测装置。
[0049] 作为未能从地上单元P0得到距离信息LpO的情况下的故障判断部12的故障判断 的方法，不限于以下构成：进行测速发电机式测量部1的测量结果Ltg与多普勒测量仪2的 测量结果Ldp的比较以及测速发电机式测量部1的测量结果Ltg与GPS测量仪3的测量结 果Lgps的比较，在各自的误差中的至少一方超过第1阈值的情况下，判断为测速发电机la 有故障，例如也可以构成为：进行Ltg与Ldp的比较、Ltg与Lgps的比较以及Ldp与Lgps的 比较，在Ltg与Ldp的误差Δ L1和Ltg与Lgps的误差Δ L2均超过第1阈值且Ldp与Lgps 的误差Λ L3为第1阈值以下的情况下，判断为有故障，还可以构成为：进行Ltg与Ldp的比 较和Ltg与Lgps的比较中的预先确定的任意一种比较，在其误差超过第1阈值的情况下， 判断为有故障。
[0050] 另外，作为从地上单元P0得到了距离信息LpO的情况下的故障判断部12的故障 判断的方法，不限于以下构成：进行测速发电机式测量部1的测量结果Ltg与来自地上单元 P0的距离信息LpO的比较，在其误差超过预先确定的第1阈值的情况下，判断为有故障，也 可以构成为：除了进行测速发电机式测量部1的测量结果Ltg与来自地上单元P0的距离 信息LpO的比较以外，还进行测速发电机式测量部1的测量结果Ltg与多普勒测量仪2的 测量结果Ldp的比较和测速发电机式测量部1的测量结果Ltg与GPS测量仪3的测量结果 Lgps的比较，在任一误差超过第1阈值的情况下，判断为有故障，还可以构成为：除了进行 Ltg与LpO的比较以外，还进行Ltg与Ldp的比较和Ltg与Lgps的比较中的预先确定的任 意一种比较，在其误差超过第1阈值的情况下，判断为有故障。
[0051] 另外，故障判断部12不限于测速发电机la的故障判断，也可以构成为还能判断多 普勒测量仪2和GPS测量仪3的故障。例如，故障判断部12算出测速发电机式测量部1的 测量结果Ltg与多普勒测量仪2的测量结果Ldp的误差△ L1、测速发电机式测量部1的测 量结果Ltg与GPS测量仪3的测量结果Lgps的误差Λ L2以及多普勒测量仪2的测量结果 Ldp与GPS测量仪3的测量结果Lgps的误差Λ L3,在Λ L1小于第1阈值且Λ L2和Λ L3 为第1阈值以上时，判断为GPS测量仪3发生了故障，在Λ L2小于第1阈值且Λ L1和Λ L3 为第1阈值以上时，判断为多普勒测量仪2发生了故障。
[0052] 此外，在图1中，为了将图简化，仅示出了各车站的例如前头侧的地上单元，但不 用说，在车站间、沿着车站设置有多个地上单元。在本实施方式中，作为向车上单元Τ输出 距离信息的地上单元，以各车站的前头侧的情况进行了说明，但不限于此，能从设置有多个 的地上单元之中任意设定。
[0053] 并且，在本实施方式中，对预备测量部包括多普勒测量仪2和GPS测量仪3的情况 进行了说明，但不限于此，也可以使用其它测量方式的测量仪。另外，预备测量部不限于包 括不同的多个测量仪（多普勒测量仪2、GPS测量仪3等）的情况，也可以设置多个相同种 类的测量仪，测量仪也可以是1个。在设置有多个相同种类的测量仪的情况下或者设置1 个测量仪的情况下，该测量仪例如可以是多普勒测量仪，也可以是GPS测量仪，还可以是其 它测量方式的测量仪。
[0054] 另外，在本实施方式中，对故障判断部12在判断为测速发电机la有故障时始终 输出警报显示信号的情况进行说明，但不限于此，也可以构成为根据测速发电机la的故障 程度，输出警报显示信号。故障判断部12例如也可以预先设定比第1阈值大的规定的第2 阈值，将测速发电机式测量部1的测量结果Ltg与多普勒测量仪2的测量结果Ldp的误差 Δ L1的大小和测速发电机式测量部1的测量结果Ltg与GPS测量仪3的测量结果Lgps的 误差Λ L2的大小分别作为故障程度，在该故障程度中的至少一方超过预先确定的第2阈值 的情况下，输出警报显示信号。由此，能够将由故障判断部12判断为有故障且故障程度为 第2阈值以下的情况作为轻微故障，在该轻微故障时，不输出警报显示信号。另外，不限于 此，也可以将测速发电机la的故障次数作为故障程度，例如在连续3次检测出故障的情况 下，输出警报显示信号，还可以将故障程度设为故障的次数和误差等的组合。另外，向列车 的驾驶室监视器4、地上装置20的监视器的警报显示例如也可以包含测速发电机的速度比 实际的速度高还是低的显示。
[0055] 此外，在本实施方式中，设为具备以下部分的构成：测速发电机式测量部，其搭载 于车上，基于来自上述测速发电机的输出信号，测量列车的行驶距离；预备测量部，其独立 于上述测速发电机式测量部地搭载于车上，基于与来自测速发电机的输出信号不同的信 号，测量列车的行驶距离；到达判断部，其判断上述列车是否已到达上述下一规定的地上单 元；以及故障判断部，其在上述到达判断部判断为已到达上述下一规定的地上单元时，在未 能从上述地上单元得到上述距离信息的情况下，根据上述测速发电机式测量部的测量结果 与上述预备测量部的测量结果的比较结果，判断上述测速发电机有无故障，但不限于该构 成，本发明的速度检测装置只要是以下构成即可：基于测速发电机的输出信号检测列车速 度，根据基于来自搭载于车上的上述测速发电机的输出信号测量出的列车的行驶距离、通 过与测速发电机不同的机构测量出的列车的行驶距离以及从地上单元得到的到下一规定 的地上单元为止的距离信息的比较结果，判断上述测速发电机有无故障。
[0056] 附图标记说明
[0057] 1 测速发电机式测量部
[0058] la 测速发电机
[0059] 2、3预备测量部（多普勒测量仪、GPS测量仪）
[0060] 4 驾驶室监视器
[0061] 10 车上装置
[0062] 11 到达判断部
[0063] 12 故障判断部
[0064] 20 地上装置
[0065] P0、P1地上单元
[0066] T 车上单元
【权利要求】
1. 一种速度检测装置， 基于测速发电机的输出信号检测列车速度，其特征在于， 根据基于来自搭载于车上的上述测速发电机的输出信号测量出的列车的行驶距离、通 过与上述测速发电机不同的机构测量出的列车的行驶距离以及从地上单元得到的到下一 规定的地上单元为止的距离信息的比较结果，判断上述测速发电机有无故障。
2. 根据权利要求1所述的速度检测装置，其特征在于，具备： 测速发电机式测量部，其搭载于上述车上，基于来自上述测速发电机的输出信号测量 列车的行驶距离； 预备测量部，其独立于上述测速发电机式测量部地搭载于车上，基于与来自上述测速 发电机的输出信号不同的信号，测量列车的行驶距离； 故障判断部，其根据上述测速发电机式测量部的测量结果、上述预备测量部的测量结 果以及从上述地上单元得到的上述距离信息的比较结果，判断上述测速发电机有无故障； 以及 到达判断部，其判断上述列车是否已到达上述下一规定的地上单元， 在上述到达判断部判断为已到达上述下一规定的地上单元时，在未能从上述地上单元 得到上述距离信息的情况下，上述故障判断部根据上述测速发电机式测量部的测量结果与 上述预备测量部的测量结果的比较结果，判断上述测速发电机有无故障。
3. 根据权利要求1所述的速度检测装置，其特征在于， 上述故障判断部在判断为上述测速发电机有故障时，向上述列车的驾驶室监视器输出 警报显示信号。
4. 根据权利要求1所述的速度检测装置，其特征在于， 上述故障判断部在判断为上述测速发电机有故障时，向地上装置输出警报显示信号。
5. 根据权利要求4所述的速度检测装置，其特征在于， 上述地上装置在接收到上述警报显示信号时，将上述列车的控制指令向车上侧发送。
6. 根据权利要求3所述的速度检测装置，其特征在于， 上述故障判断部按照上述测速发电机的故障程度，输出上述警报显示信号。
7. 根据权利要求3所述的速度检测装置，其特征在于， 上述警报显示包含上述测速发电机的速度是高还是低的显示。
【文档编号】B60L15/40GK104220880SQ201380017853
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年3月18日 优先权日:2012年3月30日
【发明者】斋藤庆一 申请人:日本信号株式会社