专利名称：面向双轨距轨道电路的列车检测装置以及列车安全保障装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种共有作为车轮间距的轨距(gauge)不同的两种以上的列车对轨 道(rail)的双轨距轨道电路的列车检测装置以及列车安全保障装置。
背景技术：
知道在线路上的哪个位置有列车存在是在行驶安全保障的确保方面最重要的信 息。以此为目的开发了轨道电路。在此轨道电路中，最一般的是由两根轨道构成闭合电路 的双轨道电路。在双轨道电路中，两根轨道在每个任意的区间构成了电划分的闭合电路，且 两端连接有发送列车检测信号的发送器和接收发送器发送的列车检测信号的接收器。用此收发器始终监视列车检测信号的接收电平，检测是否有列车进入该区间。若 列车进入发送器与接收器之间的该区间，则在轨道之间列车的车轴会电短路，接收电平会 降低。由此可形成根据此接收电平的变动现象来检测列车的进入的机制。在共有轨距不同的两种列车对相同的轨道、并在此双轨道电路上行驶的情况下， 为了分别构成与其各自对应的轨道电路，现有方式使用了图8所示的三根轨道的双轨距轨 道(三線式軌道)电路。这样的轨道电路方式记载在非专利文献1中。图8的双轨距轨道电路也考虑对轨距不同的两种列车进行各种不同的控制，在检 测到列车的存在的情况下，能够识别在线的列车的种类。另外，双轨距轨道电路具有这样的 特征在三根轨道相互之间，会产生基于磁耦合的感应，此感应效应对流过轨道的电信号的 传输有较大的影响。非专利文献1 電気学会電気鉄道C b K 3教育調查専門委員会编、「最新電 気鉄道工学」二 口少社出版、2000年9月11日発行、第216 218頁，(电气学会电气轨道 的教育调查专门委员会编、“最新电气轨道工学”konona社出版、2000年9月11日发行、 第216 218页)其机制为当列车进入该区间时，在轨道之间因车轴会短路，此时的轨道阻抗的降 低会引起列车检测信号的衰减，从而利用轨道电路的列车检测装置通过此衰减可检测到列 车的存在。在双轨距轨道电路中，如前所述，会产生轨道之间的相互感应。列车进入该轨道 时的轨道电路是图9所示的等价电路。在图9中，发送器A4发送的列车检测信号以电流X8的电流环路(loop)为主。此 电流X8以标准轨轨道1为中心产生磁场XII，通过标准轨轨道1与窄轨轨道2之间的磁场 耦合使电流Y9产生。进一步地，有这样的问题电流Y9以窄轨轨道2为中心使磁场Y12产生，在标准轨 轨道1中使电流Zio产生，而在接收端重叠列车检测信号的结果是接收电平升高，从而使列 车检测特性恶化。
发明内容
本发明的列车检测装置以及列车安全保障装置，其特征在于，在列车检测信号的接 收器的前级中设置有相对于一并设置的闭合环路的信号其阻抗高的滤波器，抑制列车在线时 产生的使轨道之间的相互感应产生的该信号以外的电流环路，并抑制接收电平的升高。本发明能够抑制在双轨距轨道电路中特有的轨道之间相互感应的影响，使列车检 测特性提高。
图1是表示本发明的双轨距轨道电路用列车检测装置的构成的说明图。(实施例 1)图2是表示收发器共用的、应用于无绝缘轨道电路的双轨距轨道电路用列车检测 装置的构成的说明图。(实施例2)图3是表示应用于双轨距轨道电路用列车检测装置的滤波特性的说明图。(实施 例1)图4是表示应用于双轨距轨道电路用列车检测装置的滤波特性的说明图。(实施 例2)图5是表示应用于双轨距轨道电路用列车安全保障装置的滤波特性的说明图。 (实施例3)图6是表示无绝缘的双轨距轨道电路用列车安全保障装置的构成的说明图。(实 施例3)图7是表示有绝缘的双轨距轨道电路用列车安全保障装置的构成的说明图。(实 施例4)图8是表示公知的双轨距轨道电路的构成的说明图。图9是与列车在线时的双轨距轨道电路等价的电路。附图标记1 标准轨轨道2 窄轨轨道3 共用轨道4:发送器A5:发送器B6:接收器A7 接收器B8 电流 X9 电流 Y10:电流 Z11:磁场 X12 磁场 Y14 车轴15 共用发送器
16共用接收器
17滤波器A
18滤波器B
19列车检测信号A+B
20列车检测信号A
21列车检测信号B
22列车A
23列车B
24列车控制信号
25车上接收器
26磁场
27列车检测/控制信号A+B
28列车检测/控制信号A
29列车检测/控制信号B
具体实施例方式以下，在共有轨距不同的列车对轨道的双轨距轨道电路中，关于抑制因轨道间相 互感应而引起的列车检测特性的恶化的实施例，进行说明。[实施例1]如图1所示，本发明是这样一种装置在双轨距轨道电路中，进行列车A22的在线 检测的发送器A4和接收器A6、进行列车B23的在线检测的发送器B5和接收器B7构成各自 的列车检测信号的闭合环路，各列车的进入造成各轨道之间短路，引起轨道阻抗的降低，随 之信号电平衰减，由此可检测列车的存在。在此装置中，在各自的接收器的前级连接有两种滤波器滤波器A17和滤波器 BlS0此滤波器的通过特性如图3所示。滤波器A17进行设定，使得行驶在所连接的标准轨轨道1上的列车A22的列车检 测信号A20通过，而对另一方的列车检测信号B21使其阻抗增大，从而抑制列车检测信号 B21的电流。与此相反，滤波器B18进行设定，使得行驶在所连接的窄轨轨道2上的列车B23 的列车检测信号B21通过，而对另一方的列车检测信号A20使其阻抗增大，从而抑制列车检 测信号A20的电流。通过设置这两种滤波器，从而得到在各自的闭合环路中抑制该信号以外的信号电 流的效果，能够抑制列车在线时产生的、使轨道之间产生相互感应的该信号以外的电流环 路，从而能够抑制接收电平的升高。[实施例2]接下来，关于将实施例1的发明应用到有轨距不同的两种列车且使用共用的收发 器的无绝缘轨道电路的实施例，进行说明。图2是表示本实施例的构成的框图。以列车A22在标准轨轨道1和共用轨道3上 行驶、列车B23在窄轨轨道2和共用轨道3上行驶为前提进行说明。为了识别列车的种类 并对两种轨距的列车进行在线检测，需要区分列车信号频率。
进一步地，在为无绝缘轨道的情况下，为了区别相邻轨道，需要多个频率。在本发 明中，如图4所示，将检测列车A22的在线的列车检测信号A20配置在低频域，将检测列车 B的在线的列车检测信号B21配置在高频域。其特征是，将此频率配置反过来也没有问题，将两个信号带分离成低频域和高频 域。滤波器A17设定为使列车检测信号A20通过，而对另一方的列车检测信号B21使其阻 抗增大，从而抑制列车检测信号B21的电流。与此相反，滤波器B18设定为使列车检测信号B21通过，而对另一方的列车检测 信号A20使其阻抗增大，从而抑制列车检测信号A20的电流。如图2所示，将这两种滤波器 设置在共用发送器15和共用接收器16的轨道侧。共用发送器15将重叠有列车检测信号A20和列车检测信号B21的列车检测信号 A+B 19进行发送。并使此列车检测信号A+B 19通过滤波器A17以及滤波器B18，从而分离 成列车检测信号A20和列车检测信号B21，在三根轨道中独立形成两个闭合环路列车检测 信号A20的闭合环路和列车检测信号B21的闭合环路。在接收侧，在从轨道起通过滤波器A17和滤波器B18后，作为重叠有列车检测信号 A20和列车检测信号B21的列车检测信号A+B 19，被输入到共用接收器16。共用接收器16 接收列车检测信号A+B 19，监视列车检测信号A20和列车检测信号B21各自的信号电平。若列车A22以及列车B23以车轴而在两根轨道之间形成短路，则仅仅该列车检测 信号电平会降低，故接收器根据电平降低的信号频率，能够识别列车的种类，检测列车的存 在。另外，如前所述，滤波器A17以及滤波器B18具有使该列车检测信号通过而对另一 方的列车检测信号抑制其电流的特性，故与实施例1相同，也能够得到以下效果抑制列车 在线时产生的、使轨道之间产生相互感应的该信号以外的电流环路，从而抑制接收电平的升高。在该实施例2中，如图2所示，表示了在共用发送器的输出侧以及共用接收器的接 收侧分别配置与列车的种类对应的滤波器A、B的例子。然而，这只是一个例子，还可以对实 施例2所示的共用发送器15与实施例1所示的接收器A、B进行组合。另外，也可以对实施 例1所示的发送器A、B与实施例2所示的共用接收器16进行组合。[实施例3]接下来，关于在实施例2的共用发送器15中追加在列车检测信号A+B19中重叠列 车控制信号24，并将重叠后的信号发送的功能、且兼用列车检测和列车控制的列车安全保 障装置，进行说明。图5表示实施例2中的信号频率的配置例。与实施例2相同，配置列车检测信号 A20和列车检测信号B21，在其正中间的频带中配置列车A22和列车B23共用的列车控制信 号M。然后，将滤波器A17的选择特性设定为使列车检测信号A20和列车控制信号M通 过，阻止列车检测信号B21，而将滤波器B18的选择特性设定为使列车检测信号B21和列 车控制信号M通过，阻止列车检测信号A20。如图6所示，与实施例2相同，将这两种滤波器设置在共用发送器15和共用接收 器16的轨道侧。这样，列车检测信号A20以及列车检测信号B21能够以与实施例2同样的 原理进行列车检测，进而成为追加的列车控制信号M流过三根轨道的电路。
共用发送器15将列车检测信号A+B 19与列车控制信号M的三波进行重叠的信 号进行发送。关于列车检测，以与实施例2相同的原理来实施列车检测。如检测到列车的 存在，则将具有与在线的列车的类别相符的电文的列车控制信号M进行发送。列车控制信号M具有使滤波器A17和滤波器B18的两者通过的频率，故向标准轨 轨道1和窄轨轨道2的两者进行发送。例如，在列车A22在线的情况下，标准轨轨道1和共 用轨道3因列车A22的车轴而短路。在列车A22上设置有车上接收器25，其对流过标准轨轨道1和共用轨道3的列车 控制信号M产生的磁场沈进行励磁，接收电文以用于列车控制。在该实施例3中，如图6所示，表示了应用共用发送器以及共用接收器的例子，但 也可以应用实施例1所示的发送器或接收器。另外，还可以是共用发送器15与接收器A、B 的组合、发送器A、B与共用接收器16的组合。[实施例4]接下来，说明有绝缘的双轨距轨道电路的实施例。图7是表示轨道电路构成的框 图。本实施例的特征在于以与实施例2相同的构成，使有绝缘的双轨距轨道电路与共用发 送器15、共用接收器16、滤波器A17以及滤波器B18连接，其基本构成相同，但共用发送器 15对发送的信号不仅添加列车检测还添加列车控制电文，从而并用列车检测和列车控制。列车检测/控制信号似8和列车检测/控制信号似9的频率配置、与滤波器A17以 及滤波器B18的选择特性的关系与实施例2相同。共用发送器15将在列车A22的在线检 测以及列车控制中使用的列车检测/控制信号A28、和在列车B23的在线检测以及列车控制 中使用的列车检测/控制信号B^这两种信号进行重叠的列车检测/控制信号A+B 27进 行发送。列车检测/控制信号A^和列车检测/控制信号B29，如前所述，是对实施例2的 列车检测信号A20以及列车检测信号B21添加了列车控制电文的信号。由共用发送器15发送的列车检测/控制信号A+B 27通过滤波器A17和滤波器 B18，输出到有绝缘的双轨距轨道电路。列车检测/控制信号A+B27由滤波器A17以及滤波 器B18分离成列车检测/控制信号hm和列车检测/控制信号B29，在三根轨道中独立形成 两个闭合环路列车检测/控制信号A^的闭合环路和列车检测/控制信号B^的闭合环 路。在接收侧，在从轨道起通过滤波器A17和滤波器B18后，作为重叠有列车检测/控 制信号hm和列车检测/控制信号B29的列车检测/控制信号A+B 27，被输入到共用接收 器16。共用接收器16接收列车检测/控制信号A+B 27，监视列车检测/控制信号似8和 列车检测/控制信号似9各自的信号电平。若列车A22以及列车B23因车轴而在两根轨道 之间形成短路，则仅仅该列车检测信号电平会降低，故接收器根据电平降低的信号频率，能 够识别列车的种类，检测列车的存在。另外，流过轨道的列车检测/控制信号A^和列车检测/控制信号B29以轨道为 中心使磁场沈产生。此磁场沈由在线的列车的车上接收器沈励磁，将添加在列车检测/ 控制信号A^或者列车检测/控制信号B^中的列车控制电文传输到列车，以用于列车控 制。在该实施例4中，如图7所示，表示了应用共用发送器15以及共用接收器16的例子，但也可以应用实施例1所示的发送器或接收器。另外，也可以是共用发送器15与接收 器A、B的组合、或发送器A、B与共用接收器16的组合。
权利要求
1.一种列车检测装置，在具有共有轨道、标准轨轨道和窄轨轨道以使轨距不同的两种 列车能够行驶的双轨距轨道电路中，由为了检测所述两种列车而各自设置的发送器和接收 器利用频率不同的两种列车检测信号来进行列车检测，该列车检测装置的特征在于，在接收器的前级连接有滤波器，该滤波器使在所连接的轨道上行驶的列车的列车检测 信号的频带通过，且对于在其他轨道上行驶的列车的列车检测信号的频带而言阻抗增大。
2.如权利要求1所述的列车检测装置，其特征在于，使在所连接的轨道上行驶的列车的列车检测信号的频带通过且对于在其他轨道上行 驶的列车的列车检测信号的频带而言阻抗增大的与列车检测信号对应的两种滤波器，与将 所述两种列车检测信号重叠后进行输出的共用发送器的输出级连接，从所述共用发送器输 出的所述两种列车检测信号经由所述两种滤波器发送到所述多个轨道。
3.如权利要求1所述的列车检测装置，其特征在于，所述接收器是能够分别接收所述两种列车检测信号的共用接收器，与列车检测信号对应的两种所述滤波器与所述共用接收器的前级连接。
4.如权利要求2所述的列车检测装置，其特征在于，所述接收器是能够分别接收所述两种列车检测信号的共用接收器，与列车检测信号对应的两种所述滤波器与所述共用接收器的前级连接。
5.一种列车安全保障装置，其特征在于，在权利要求4所述的列车检测装置中，在频率不同的两种列车检测信号的中间频带中设定列车控制信号，所述共用发送器能够在所述列车检测信号中将发送给列车的列车控制信号重叠后进 行发送。
6.如权利要求5所述的列车安全保障装置，其特征在于，在权利要求5所述的列车检测装置中，所述双轨距轨道电路是有绝缘轨道电路。
全文摘要
本发明提供一种列车检测装置，用与轨道连接的发送器和接收器来监视流过轨道的电信号，列车的车轴在两根轨道之间会形成电短路，从而会造成接收电平降低，根据此现象来检测列车的存在，若将向列车发送列车控制信号的轨道电路应用到轨距不同的两种列车对轨道共有的双轨距轨道电路中，则会产生在双轨距轨道电路中特有的、轨道之间的相互感应，从而列车在线时的列车检测信号的衰减量会降低。为此，在用与三根轨道分别连接的各发送器和接收器来识别两种列车的种类并检测在线的列车检测装置中，设置滤波器，将其设定为在各接收器的输入级仅使该信号通过，而对其他信号带使其阻抗增大，从而抑制轨道之间的相互感应特性，抑制列车在线时的列车检测信号的衰减量降低。
文档编号B61L1/18GK102126508SQ201110022550
公开日2011年7月20日 申请日期2011年1月17日 优先权日2010年1月18日
发明者坂门刚志郎, 大久保健太郎, 菊池健司 申请人:株式会社日立制作所