(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023135815
(43)【公開日】2023-09-29
(54)【発明の名称】オーバーラップ区間在線検出装置
(51)【国際特許分類】
B60L 5/24 20060101AFI20230922BHJP
B60M 1/28 20060101ALI20230922BHJP
【FI】
B60L5/24 Z
B60M1/28 R
【審査請求】未請求
【請求項の数】2
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022041096
(22)【出願日】2022-03-16
(71)【出願人】
【識別番号】000006105
【氏名又は名称】株式会社明電舎
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】坂田 宗久
【テーマコード(参考)】
5H105
【Fターム(参考)】
5H105AA01
5H105BA01
5H105BB01
5H105CC02
5H105CC12
5H105DD03
5H105EE03
5H105EE13
5H105GG06
5H105GG15
(57)【要約】
【課題】車両の架線のオーバーラップ区間への在線を検出すること。
【解決手段】センシング面を上向きとして車両の屋根上に設置され、枕木方向にセンシングする光学センサのリアルタイムのデータに基づいて、架線のオーバーラップ区間への在線を検出するオーバーラップ区間在線検出装置が、光学センサのセンシング情報を取得する光学センシング情報取得部と、センシング情報から架線の検出本数が複数かを判定する検出本数判定部と、架線の各々の枕木方向における間隔がすべて設定値以下であるかを判定する第1方向間隔判定部と、架線の各々の高さ方向における間隔がすべて設定値以下であるかを判定する第2方向間隔判定部と、架線の各々の枕木方向における間隔に設定値を超えるものがあり、且つ架線の各々の高さ方向における間隔がすべて設定値以下である場合、車両がオーバーラップ区間に在線していると判定する在線区間状態判定部と、を備える。
【選択図】
図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
センシング面を上向きとして車両の屋根上に設置され、枕木方向である第1方向に光学センシング可能に配置された光学センサによってセンシングしたリアルタイムのデータに基づいて、前記車両が架線のオーバーラップ区間に在線していることを検出するオーバーラップ区間在線検出装置であって、
光学センサがセンシングしたセンシング情報を取得する光学センシング情報取得部と、
前記センシング情報から前記架線の検出本数が複数であるか否かを判定する検出本数判定部と、
前記架線の検出本数が複数である場合には、前記センシング情報から前記架線の各々の第1方向における間隔がすべて設定値以下であるか否かを判定する第1方向間隔判定部と、
前記架線の各々の前記第1方向における間隔に設定値を超えるものがある場合には、前記センシング情報から前記架線の各々の高さ方向である第2方向における間隔がすべて設定値以下であるか否かを判定する第2方向間隔判定部と、
前記架線の各々の第1方向における間隔に設定値を超えるものがあり、且つ前記架線の各々の第2方向における間隔がすべて設定値以下である場合には、前記車両がオーバーラップ区間に在線していると判定する在線区間状態判定部と、を備えるオーバーラップ区間在線検出装置。
【請求項2】
前記車両がオーバーラップ区間に在線していると判定されると、前記車両の速度が設定速度以下であるか否かを判定する速度判定部と、
前記車両がオーバーラップ区間に在線していると判定され、且つ前記車両の速度が設定速度以下である場合には前記車両を停車させないように信号を生成する信号生成部と、を更に備えるオーバーラップ区間在線検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電気鉄道の車両が架線のオーバーラップ区間に在線していることを検出するオーバーラップ区間在線検出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、電気鉄道の架線がオーバーラップしたエアセクション区間において、パンタグラフと架線とが接触した状態で車両が停車すると、車両の起動時に架線が断線するパンオーバー事故が発生することが知られている。
このようなパンオーバー事故の発生を防止するためには、架線がオーバーラップしたオーバーラップ区間の位置を予め把握し、車両に自車両の位置をリアルタイムで把握させ、把握したオーバーラップ区間の位置に車両が停車しないように制御する必要がある。
車両がオーバーラップ区間の位置を把握するためには、一般に、ATS(Automatic Train Stop)又はGPS(Global Positioning System)の利用が検討される。
従来技術である特許文献1,2には、各々ATS又はGPSを用いる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
【非特許文献1】中村英夫、"鉄道信号システムの革新"、情報処理学会誌、Vol.55、No.3、pp268-276、2014年3月
【非特許文献2】水間毅ら、"GPSを用いた列車検知による路面電車用高度運行管理システムの開発"、交通安全環境研究所報告第6号、2005年1月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ATSでは、車両は、走行中にATS地上子を通過すると、車両位置を把握することができる。
しかしながら、ATSを用いると、車両が停車するまでに走行する距離によっては、架線のオーバーラップ区間に車両が停車してしまうことがある。
また、GPSを用いると、GPSの感度によっては架線のオーバーラップ区間への停車を防止することが困難な場合がある。
【0005】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、車両が架線のオーバーラップ区間に在線していることを検出する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述の課題を解決して目的を達成する本発明の一態様は、センシング面を上向きとして車両の屋根上に設置され、枕木方向である第1方向に光学センシング可能に配置された光学センサによってセンシングしたリアルタイムのデータに基づいて、前記車両が架線のオーバーラップ区間に在線していることを検出するオーバーラップ区間在線検出装置であって、光学センサがセンシングしたセンシング情報を取得する光学センシング情報取得部と、前記センシング情報から前記架線の検出本数が複数であるか否かを判定する検出本数判定部と、前記架線の検出本数が複数である場合には、前記センシング情報から前記架線の各々の第1方向における間隔がすべて設定値以下であるか否かを判定する第1方向間隔判定部と、前記架線の各々の前記第1方向における間隔に設定値を超えるものがある場合には、前記センシング情報から前記架線の各々の高さ方向である第2方向における間隔がすべて設定値以下であるか否かを判定する第2方向間隔判定部と、前記架線の各々の第1方向における間隔に設定値を超えるものがあり、且つ前記架線の各々の第2方向における間隔がすべて設定値以下である場合には、前記車両がオーバーラップ区間に在線していると判定する在線区間状態判定部と、を備えるオーバーラップ区間在線検出装置である。
【0007】
上記のオーバーラップ区間在線検出装置において、前記車両がオーバーラップ区間に在線していると判定されると、前記車両の速度が設定速度以下であるか否かを判定する速度判定部と、前記車両がオーバーラップ区間に在線していると判定され、且つ前記車両の速度が設定速度以下である場合には前記車両を停車させないように信号を生成する信号生成部と、を更に備えるとよい。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、車両が架線のオーバーラップ区間に在線していることを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図1】
図1は、実施形態に係るオーバーラップ区間在線検出装置を有する車両の構成を示す概略図である。
【
図2】
図2は、
図1に示すオーバーラップ区間在線検出装置の構成を示すブロック図である。
【
図3】
図3は、
図2に示すオーバーラップ区間在線検出装置の動作を示すフローチャートである。
【
図4】
図4は、実施形態において、検出対象の架線が2本以上である例を示す断面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態について説明する。
ただし、本発明は、以下の実施形態の記載によって限定解釈されるものではない。
【0011】
<実施形態>
図1は、本実施形態に係るオーバーラップ区間在線検出装置3を有する車両1の構成を示す概略図である。
図1に示す車両1は、光学センサ2と、オーバーラップ区間在線検出装置3と、車両速度検出器4と、パンタグラフ5と、を備える。
光学センサ2は、センシング面を上向きとして車両1の屋根上のパンタグラフ5の近傍に設置され、枕木方向に光学センシング可能に配置されている。
光学センサ2としては、ラインセンサ及びレーザ測距離計を例示することができる。
また、光学センサ2が、光学センシングのための照明器具を含んでいてもよい。
オーバーラップ区間在線検出装置3は、車両1に搭載された車上装置である。
光学センサ2とオーバーラップ区間在線検出装置3とは、信号線で接続されているが、これに限定されるものではなく、光学センサ2においてセンシングしたデータをオーバーラップ区間在線検出装置3にリアルタイムで送ることが可能な構成であればよい。
車両速度検出器4は、車両1の速度を検出するセンサである。
オーバーラップ区間在線検出装置3と車両速度検出器4とは、信号線で接続されているが、これに限定されるものではなく、車両速度検出器4が検出した車両1の速度データをオーバーラップ区間在線検出装置3にリアルタイムで送ることが可能な構成であればよい。
パンタグラフ5は、架線6に接触している。
【0012】
図2は、
図1に示すオーバーラップ区間在線検出装置3の構成を示すブロック図である。
また、
図3は、
図2に示すオーバーラップ区間在線検出装置3の動作を示すフローチャートである。
図2に示すオーバーラップ区間在線検出装置3は、光学センシング情報取得部31と、検出本数判定部32と、第1方向間隔判定部33と、第2方向間隔判定部34と、速度判定部36と、在線区間状態判定部35と、警告信号生成部37と、を備える。
【0013】
光学センシング情報取得部31は、光学センサ2がセンシングした情報(センシング情報)を取得する(S1)。
検出本数判定部32は、センシング情報から架線の検出本数が複数であるか否かを判定する(S2)。
【0014】
第1方向間隔判定部33は、架線の検出本数が複数である場合(S2:Y)に、センシング情報から各架線の第1方向における間隔ΔS_iがすべて設定値以下であるか否かを判定する(S3)。
ここで、第1方向は、例えば枕木方向である。
【0015】
第2方向間隔判定部34は、各架線の第1方向における間隔ΔS_iに設定値を超えるものがある場合(S3:N)に、センシング情報から各架線の第2方向における間隔ΔH_iがすべて設定値以下であるか否かを判定する(S4)。
ここで、第2方向は、例えば高さ方向である。
【0016】
在線区間状態判定部35は、各架線の第1方向における間隔ΔS_iに設定値を超えるものがあり(S3:N)、且つ各架線の第2方向における間隔ΔH_iがすべて設定値以下である場合(S4:Y)には、車両1がオーバーラップ区間に在線していると判定する(S5)。
【0017】
速度判定部36は、S5において車両1がオーバーラップ区間に在線していると判定されると、車両速度検出器4が検出した車両1の速度Vが設定速度以下であるか否かを判定する(S6)。
【0018】
信号生成部37は、車両1がオーバーラップ区間に在線していると判定され、且つ速度Vが設定速度以下である場合(S6:Y)には信号を生成する(S7)。
この信号は、車両1を停車させないよう制御するための信号であり、図示しない警報器に対して車両1を停車させないよう警告を発する警告信号であってもよいし、図示しない車両1の走行制御器に対して車両1を停車させないよう制御させる制御信号であってもよい。
【0019】
なお、オーバーラップ区間在線検出装置3は、MPU(Micro-Processing Unit)又はCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサと、半導体メモリ及び磁気ディスク等の記録媒体と、により実現することができる。
【0020】
次に、架線の検出本数が複数である場合について説明する。
図4は、本実施形態において、検出対象の架線が2本以上である例を示す断面概略図である。
図4(A)には検出対象の架線が2本である場合が示され、
図4(B)には検出対象の架線が3本である場合が示され、
図4(C)には検出対象の架線が4本である場合が示されている。
【0021】
鉄道の架線において架線が1本の区間はシングルカテナリーと呼ばれ、架線が2本の区間はツインカテナリーと呼ばれる。
すなわち、
図1の架線6は、ツインカテナリーである。
2つのシングルカテナリーのオーバーラップ区間では架線は2本である。
シングルカテナリーとツインカテナリーとのオーバーラップ区間では架線は3本である。
2つのツインカテナリーのオーバーラップ区間では架線は4本である。
【0022】
架線6は、オーバーラップしていない本線区間ではパンタグラフ5に接触する。
そのため、架線6は、検出範囲内で最も低い検出物であり、シングルカテナリーでは1本であり、ツインカテナリーでは2本である。
架線6は、オーバーラップ区間において車両1が進むと、オーバーラップしている方(オーバーラップ区間から開始して進行方向に延伸している方)の架線が下がり、パンタグラフ5に接触する。
そのため、オーバーラップしている方の架線は、オーバーラップされている方(進行方向にオーバーラップ区間まで延伸している方)を除けば検出範囲内で最も低い検出物であり、シングルカテナリーでは1本であり、ツインカテナリーでは2本である。
【0023】
まず、
図4(A)には、座標(x_1,y_1)の架線Aと、座標(x_2,y_2)の架線Bと、が示されている。
第1方向における間隔ΔS_1は、架線Aと架線Bの第1方向の座標差、すなわち2つの架線の距離である。
第2方向における間隔ΔH_1は、架線Aと架線Bの第2方向の座標差、すなわち2つの架線の高低差である。
【0024】
在線区間状態判定部35は、架線Aと架線Bの第1方向における間隔ΔS_1が設定値を超え(S3:N)、且つ架線Aと架線Bの第2方向における間隔ΔH_1が設定値以下である場合(S4:Y)には、車両1がオーバーラップ区間に在線していると判定する(S5)。
すなわち、車両1は、シングルカテナリーである架線Aとシングルカテナリーである架線Bとがオーバーラップしたオーバーラップ区間に在線している。
他方で、架線Aと架線Bの第1方向における間隔ΔS_1が設定値以下である場合(S3:Y)、又は架線Aと架線Bの第2方向における間隔ΔH_1が設定値を超える場合(S4:N)には、車両1は、オーバーラップ区間に在線していない。
【0025】
次に、
図4(B)には、座標(x_1,y_1)の架線A-1と、座標(x_2,y_2)の架線A-2と、座標(x_3,y_3)の架線Bと、が示されている。
第1方向における間隔ΔS_1は、架線A-1と架線A-2の第1方向の座標差、すなわち架線A-1と架線A-2の距離である。
第1方向における間隔ΔS_2は、架線A-2と架線Bの第1方向の座標差、すなわち架線A-2と架線Bの距離である。
第2方向における間隔ΔH_1は、架線A-1と架線A-2の第2方向の座標差、すなわち架線A-1と架線A-2の高低差である。
第2方向における間隔ΔH_2は、架線A-2と架線Bの第2方向の座標差、すなわち架線A-2と架線Bの高低差である。
【0026】
在線区間状態判定部35は、第1方向における間隔ΔS_1及び第1方向における間隔ΔS_2の一方又は双方が設定値を超え(S3:N)、且つ第2方向における間隔ΔH_1及び第2方向における間隔ΔH_2の双方が設定値以下である場合(S4:Y)には、車両1がオーバーラップ区間に在線していると判定する(S5)。
すなわち、車両1は、ツインカテナリーを形成する架線A-1と架線A-2とシングルカテナリーである架線Bとがオーバーラップしたオーバーラップ区間に在線している。
他方で、第1方向における間隔ΔS_1及び第1方向における間隔ΔS_2の双方が設定値以下である場合(S3:Y)、又は第2方向における間隔ΔH_1及び第2方向における間隔ΔH_2の一方又は双方が設定値を超える場合(S4:N)には、車両1は、オーバーラップ区間に在線していない。
【0027】
次に、
図4(C)には、座標(x_1,y_1)の架線A-1と、座標(x_2,y_2)の架線A-2と、座標(x_3,y_3)の架線B-1と、座標(x_4,y_4)の架線B-2と、が示されている。
第1方向における間隔ΔS_1は、架線A-1と架線A-2の第1方向の座標差、すなわち架線A-1と架線A-2の距離である。
第1方向における間隔ΔS_2は、架線A-2と架線B-1の第1方向の座標差、すなわち架線A-2と架線B-1の距離である。
第1方向における間隔ΔS_3は、架線B-1と架線B-2の第1方向の座標差、すなわち架線B-1と架線B-2の距離である。
第2方向における間隔ΔH_1は、架線A-1と架線A-2の第2方向の座標差、すなわち架線A-1と架線A-2の高低差である。
第2方向における間隔ΔH_2は、架線A-2と架線B-1の第2方向の座標差、すなわち架線A-2と架線B-1の高低差である。
第2方向における間隔ΔH_3は、架線A-2と架線B-2の第2方向の座標差、すなわち架線A-2と架線B-2の高低差である。
【0028】
在線区間状態判定部35は、第1方向における間隔ΔS_1、第1方向における間隔ΔS_2及び第1方向における間隔ΔS_3のいずれかが設定値を超え(S3:N)、且つ第2方向における間隔ΔH_1、第2方向における間隔ΔH_2及び第2方向における間隔ΔH_3のすべてが設定値以下である場合(S4:Y)には、車両1がオーバーラップ区間に在線していると判定する(S5)。
すなわち、車両1は、ツインカテナリーを形成する架線A-1と架線A-2とツインカテナリーを形成する架線B-1と架線B-2とがオーバーラップしたオーバーラップ区間に在線している。
他方で、第1方向における間隔ΔS_1、第1方向における間隔ΔS_2及び第1方向における間隔ΔS_3のすべてが設定値以下である場合(S3:Y)、又は且つ第2方向における間隔ΔH_1、第2方向における間隔ΔH_2及び第2方向における間隔ΔH_3のいずれかが設定値を超える場合(S4:N)には、車両1は、オーバーラップ区間に在線していない。
【0029】
以上説明したように、本実施形態によれば、架線について複雑な3次元位置の把握を行うことなく、車両が架線のオーバーラップ区間に在線していることを検出することができる。
更には、車両がオーバーラップ区間に在線している場合には、車両を停車させないよう制御させる制御信号を生成し、又は車両を停車させないよう警告を発する警告信号を生成することができる。
従って、オーバーラップ区間における車両の停車を防止することができる
【0030】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、上述の構成に対して、構成要素の付加、削除又は転換を行った様々な変形例も含むものとする。
【符号の説明】
【0031】
1 車両
2 光学センサ
3 オーバーラップ区間在線検出装置
4 車両速度検出器
5 パンタグラフ
6 架線
31 光学センシング情報取得部
32 検出本数判定部
33 第1方向間隔判定部
34 第2方向間隔判定部
35 速度判定部
36 在線区間状態判定部
37 警告信号生成部