特開 2024-70764 状態監視装置及び状態監視方法

(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】P2024070764

(43)【公開日】2024-05-23

(54)【発明の名称】状態監視装置及び状態監視方法

(51)【国際特許分類】

   B61K 5/00 20060101AFI20240516BHJP

   E01B 35/00 20060101ALI20240516BHJP

【ＦＩ】

B61K5/00

E01B35/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022201359

(22)【出願日】2022-12-16

(31)【優先権主張番号】P 2022181208

(32)【優先日】2022-11-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】390021577

【氏名又は名称】東海旅客鉄道株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】水野 鉄也

(72)【発明者】

【氏名】宇津山 堅彦

(72)【発明者】

【氏名】村松 憲

(72)【発明者】

【氏名】岡野 光

(72)【発明者】

【氏名】和田 拓馬

【テーマコード（参考）】

2D057

【Ｆターム（参考）】

2D057AB01

2D057AB06

(57)【要約】

【課題】脱線復旧作業における作業負荷の低減及び安全性の向上を実現できる状態監視装置を提供する。
【解決手段】本開示は、脱線した鉄道車両の復旧作業に用いられる状態監視装置である。状態監視装置は、鉄道車両の車輪が載せられるレールの上に設置されると共に、復旧作業中の車輪とレールとを撮影するように構成された少なくとも１つの撮影機器と、少なくとも１つの撮影機器が撮影した画像を表示するように構成された表示機器と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

脱線した鉄道車両の復旧作業に用いられる状態監視装置であって、
前記鉄道車両の車輪が載せられるレールの上に設置されると共に、復旧作業中の前記車輪と前記レールとを撮影するように構成された少なくとも１つの撮影機器と、
前記少なくとも１つの撮影機器が撮影した画像を表示するように構成された表示機器と、
を備える、状態監視装置。

【請求項2】

請求項１に記載の状態監視装置であって、
前記少なくとも１つの撮影機器は、
カメラと、
前記カメラを支持する台座と、
を有し、
前記台座は、
前記レールの頂面に重ね合わされるように構成された基部と、
前記基部の前記レールの幅方向における両端部からそれぞれ下方に延伸すると共に、前記レールを幅方向に挟むように構成された２つの側壁と、
を有する、状態監視装置。

【請求項3】

請求項２に記載の状態監視装置であって、
前記台座は、前記基部から上方に延伸する取っ手を有する、状態監視装置。

【請求項4】

請求項２又は請求項３に記載の状態監視装置であって、
前記少なくとも１つの撮影機器は、前記カメラの光軸が、前記レールの長手方向と平行であり、かつ、前記レールの幅方向の中心線よりも前記レールが構成する軌道の内側に位置するように設置される、状態監視装置。

【請求項5】

請求項１に記載の状態監視装置であって、
前記少なくとも１つの撮影機器として、前記鉄道車両の１つの台車が有する４つの車輪をそれぞれ撮影する位置に設置されるように構成された４つの撮影機器を備える、状態監視装置。

【請求項6】

請求項５に記載の状態監視装置であって、
前記４つの撮影機器は、撮影方向が同じになるように設置される、状態監視装置。

【請求項7】

請求項５又は請求項６に記載の状態監視装置であって、
前記表示機器は、前記４つの撮影機器がそれぞれ撮影した４つの画像を上下左右に並べて表示するように構成され、
前記表示機器は、前記４つの撮影機器のうち、同じレールに設置された他の撮影機器よりも、前記台車を移動させる操作が行われる操作位置から離れた位置に設置された撮影機器の画像を上段に表示すると共に、前記４つの撮影機器のうち、前記操作位置から視て左側のレールに設置された２つの撮影機器の画像を左列に表示する、状態監視装置。

【請求項8】

脱線した鉄道車両の復旧作業に用いられる状態監視方法であって、
前記鉄道車両の車輪が載せられるレールの上に少なくとも１つの撮影機器を設置する工程と、
前記少なくとも１つの撮影機器によって復旧作業中の前記車輪と前記レールとを撮影すると共に、前記少なくとも１つの撮影機器が撮影した画像を表示させる工程と、
を備える、状態監視方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、状態監視装置及び状態監視方法に関する。

【背景技術】

【0002】

鉄道車両に脱線が発生した場合、車体を持ち上げて車輪をレール上に載せる復旧作業が行われる（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－６３１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

脱線復旧作業では、車輪の位置の確認、及びレール上の異物の確認のために、作業者が車体の下に潜り込んで目視による点検を行う。しかし、このような点検作業は、作業者への負担が大きく、また、作業者が車体に挟まれるおそれもある。

【0005】

本開示の一局面は、脱線復旧作業における作業負荷の低減及び安全性の向上を実現できる状態監視装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様は、脱線した鉄道車両の復旧作業に用いられる状態監視装置である。状態監視装置は、鉄道車両の車輪が載せられるレールの上に設置されると共に、復旧作業中の車輪とレールとを撮影するように構成された少なくとも１つの撮影機器と、少なくとも１つの撮影機器が撮影した画像を表示するように構成された表示機器と、を備える。

【0007】

このような構成によれば、撮影機器が撮影した画像によって車輪の位置及びレール上の異物の確認を行うことができる。その結果、復旧作業における目視による点検が不要となるため、作業負荷の低減及び安全性の向上が実現できる。

【0008】

本開示の一態様では、少なくとも１つの撮影機器は、カメラと、カメラを支持する台座と、を有してもよい。台座は、レールの頂面に重ね合わされるように構成された基部と、基部のレールの幅方向における両端部からそれぞれ下方に延伸すると共に、レールを幅方向に挟むように構成された２つの側壁と、を有してもよい。このような構成によれば、撮影機器をレールの長手方向の任意の位置に取り付けることができる。また、カメラの光軸のレールに対する向きの調整も容易となる。

【0009】

本開示の一態様では、台座は、基部から上方に延伸する取っ手を有してもよい。このような構成によれば、撮影機器のレールへの設置及び撤去が容易となる。

【0010】

本開示の一態様では、少なくとも１つの撮影機器は、カメラの光軸が、レールの長手方向と平行であり、かつ、レールの幅方向の中心線よりもレールが構成する軌道の内側に位置するように設置されてもよい。このような構成によれば、車輪のフランジとレールとの距離の把握が容易となるため、復旧作業の効率が向上する。

【0011】

本開示の一態様は、少なくとも１つの撮影機器として、鉄道車両の１つの台車が有する４つの車輪をそれぞれ撮影する位置に設置されるように構成された４つの撮影機器を備えてもよい。このような構成によれば、４つの車輪を同時に監視することができる。

【0012】

本開示の一態様では、４つの撮影機器は、撮影方向が同じになるように設置されてもよい。このような構成によれば、４つの車輪それぞれのレールに対する位置の把握が容易となる。

【0013】

本開示の一態様では、表示機器は、４つの撮影機器がそれぞれ撮影した４つの画像を上下左右に並べて表示するように構成されてもよい。表示機器は、４つの撮影機器のうち、同じレールに設置された他の撮影機器よりも、台車を移動させる操作が行われる操作位置から離れた位置に設置された撮影機器の画像を上段に表示すると共に、４つの撮影機器のうち、操作位置から視て左側のレールに設置された２つの撮影機器の画像を左列に表示してもよい。このような構成によれば、４つの車輪とレールとの位置関係を同時に、かつ、混同せずに把握することができる。

【0014】

本開示の別の態様は、脱線した鉄道車両の復旧作業に用いられる状態監視方法である。状態監視方法は、鉄道車両の車輪が載せられるレールの上に少なくとも１つの撮影機器を設置する工程と、少なくとも１つの撮影機器によって復旧作業中の車輪とレールとを撮影すると共に、少なくとも１つの撮影機器が撮影した画像を表示させる工程と、を備える。

【0015】

このような構成によれば、復旧作業における目視による点検が不要となるため、作業負荷の低減及び安全性の向上が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、実施形態における状態監視装置の構成図である。

【図2】図２は、図１の状態監視装置の撮影機器の配置を示す模式図である。

【図3】図３は、図２の撮影機器の車輪に対する位置を示す模式図である。

【図4】図４は、図２の撮影機器の模式的な斜視図である。

【図5】図５は、図４の撮影機器が撮影した画像の一例である。

【図6】図６は、図１の状態監視装置の表示機器に表示される画面の一例である。

【図7】図７は、実施形態における状態監視方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本開示が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．第１実施形態］
［１－１．構成］
図１に示す状態監視装置１は、脱線した鉄道車両の復旧作業に用いられる。具体的には、状態監視装置１は、脱線した鉄道車両を持ち上げて軌道に載せる作業の間、レール及び復旧させる鉄道車両の車輪の状態を監視するために用いられる。

【0018】

状態監視装置１は、第１撮影機器２と、第２撮影機器３と、第３撮影機器４と、第４撮影機器５と、表示機器１１とを備える。

【0019】

＜撮影機器＞
図２に示すように、第１撮影機器２、第２撮影機器３、第３撮影機器４及び第４撮影機器５は、それぞれ、鉄道車両の車輪が載せられる第１レールＲ１又は第２レールＲ２の上に設置される。

【0020】

第１撮影機器２及び第２撮影機器３は、復旧機器の操作者Ｏから視て（つまり操作者Ｏの視線方向Ｄにおいて）右側の第１レールＲ１に設置される。第３撮影機器４及び第４撮影機器５は、操作者Ｏから視て左側の第２レールＲ２に設置される。

【0021】

操作者Ｏは、鉄道車両を持ち上げて軌道上に降ろす復旧機器（例えば、ジャッキ、横送り装置、クレーン等）のコントローラＣを操作する作業者である。コントローラＣは、操作位置Ａに設置されており、操作者Ｏは操作位置Ａから復旧させる鉄道車両（具体的には鉄道車両の台車）を目視する。

【0022】

台車を移動させる操作が行われる操作位置Ａは、軌道の外側かつ、復旧位置（つまり４つの撮影機器２，３，４，５が設置された位置）よりもレールの長手方向にずれた位置（図２における手前）に設けられている。

【0023】

第１撮影機器２は、第１レールＲ１上において、第２撮影機器３よりも操作者Ｏに近い位置に設置されている。第３撮影機器４は、第２レールＲ２上において、第４撮影機器５よりも操作者Ｏに近い位置に設置されている。

【0024】

図３に示すように、第１撮影機器２、第２撮影機器３、第３撮影機器４及び第４撮影機器５は、復旧させる鉄道車両の１つの台車が有する４つの車輪Ｗのいずれかを撮影する位置に設置される。

【0025】

具体的には、各撮影機器は、撮影対象の車輪Ｗが載置される領域よりも操作位置Ａに近い領域に設置されている。各撮影機器は、復旧作業中の台車における１つの車輪Ｗと、撮影機器自身が設置された第１レールＲ１又は第２レールＲ２とを同時に撮影するように構成されている。

【0026】

各撮影機器の撮影方向は、レールの長手方向と平行、かつ、操作位置Ａ（つまり操作者Ｏ）とは反対側を視る方向である。４つの撮影機器２，３，４，５は、撮影方向が同じになるように設置される。

【0027】

図４に示すように、第１撮影機器２は、カメラ２１と、台座２２とを有する。第２撮影機器３は、第１撮影機器２と同じ構成を有する。また、第３撮影機器４及び第４撮影機器５は、台座２２に対するカメラ２１のレールの幅方向における位置が異なる点を除いて、第１撮影機器２と同じ構成である。

【0028】

カメラ２１としては、市販されている汎用品が使用できる。カメラ２１は、防水性及び防塵性があるとよい。また、カメラ２１は、焦点距離、絞り、感度等が自動調整されるものが好ましい。なお、カメラ２１は、白黒画像を撮影するものであってもよい。

【0029】

台座２２は、カメラ２１を支持している。台座２２は、例えば、金属板で構成されている。台座２２は、基部２２１と、第１側壁２２２と、第２側壁２２３と、取っ手２２４とを有する。

【0030】

基部２２１は、第１レールＲ１の頂面に重ね合わされるように構成されている。基部２２１の上面には、カメラ２１及び取っ手２２４が固定されている。基部２２１の幅は、第１レールＲ１の頂部の幅に第１側壁２２２の厚みと第２側壁２２３の厚みとを加えたものである。

【0031】

第１側壁２２２及び第２側壁２２３は、基部２２１の第１レールＲ１の幅方向における両端部からそれぞれ下方に延伸している。第１側壁２２２及び第２側壁２２３は、第１レールＲ１を幅方向に挟むように構成されている。第１側壁２２２と第２側壁２２３との距離は、第１レールＲ１の頂部の幅と略同じである。

【0032】

基部２２１の上面及び下面はそれぞれ、第１レールＲ１の頂面と平行である。また、第１側壁２２２及び第２側壁２２３の内面は、それぞれ第１レールＲ１の側面と平行である。そのため、基部２２１を第１レールＲ１の頂面に載置することで、光軸Ｐが第１レールＲ１の長手方向と平行となるようにカメラ２１を設置することができる。

【0033】

取っ手２２４は、基部２２１の上面から上方に延伸している。取っ手２２４は、上方に延伸する延伸部２２４Ａと、延伸部２２４Ａの端部から第１レールＲ１の長手方向に延伸する把持部２２４Ｂとを有する。作業者は、把持部２２４Ｂを直接把持するか、又は棒状の器具に把持部２２４Ｂを係止もしくは吸引させた状態で、第１レールＲ１の上に設置することができる。

【0034】

第１撮影機器２が第１レールＲ１に設置された状態で、カメラ２１の光軸Ｐは、第１レールＲ１の長手方向と平行となる。また、図５に示すように、第１撮影機器２が第１レールＲ１に設置された状態で、カメラ２１の光軸Ｐは、第１レールＲ１の幅方向の中心線よりも第１レールＲ１が構成する軌道の内側（つまり左側）に位置する。換言すれば、光軸Ｐは、第１レールＲ１の中心線に対し、第２レールＲ２に近づく方向にずれている。

【0035】

つまり、カメラ２１の光軸Ｐは、復旧状態（つまり第１レールＲ１に載った状態）における車輪Ｗの軸方向外側の端部よりも、車輪Ｗの軸方向内側に設けられたフランジＦの近くに存在する。

【0036】

なお、図５は、カメラ２１が撮影した画像Ｉ１の一例である。画像Ｉ１には、台車Ｂ、車輪Ｗ及び第１レールＲ１が含まれる。すなわち、第１撮影機器２は、少なくともレールの頂面とレールの周囲とを撮影する。

【0037】

また、第２撮影機器３、第３撮影機器４及び第４撮影機器５も、第１撮影機器２と同様に、それぞれのカメラ２１の光軸Ｐが、レールの長手方向と平行であり、かつ、レールの幅方向の中心線よりも軌道の内側に位置するように設置される。

【0038】

＜表示機器＞
図６に示すように、表示機器１１は、４つの撮影機器２，３，４，５が撮影した画像を表示するように構成されている。

【0039】

表示機器１１としては、汎用のモニタが使用できる。各撮影機器が撮影した画像は、有線又は無線で表示機器１１にリアルタイムで送信される。表示機器１１は、４つの撮影機器２，３，４，５がそれぞれ撮影した４つの画像Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４を上下左右に並べて表示するように構成されている。

【0040】

具体的には、表示機器１１は、４つの撮影機器２，３，４，５のうち、同じレールに設置された他の撮影機器よりも、操作位置Ａから離れた位置に設置された撮影機器（つまり、第２撮影機器３及び第４撮影機器５）の画像Ｉ２，Ｉ４を上段に表示する。また、表示機器１１は、４つの撮影機器２，３，４，５のうち、操作位置Ａから視て左側の第２レールＲ２に設置された２つの撮影機器（つまり、第３撮影機器４及び第４撮影機器５）の画像Ｉ３，Ｉ４を左列に表示する。

【0041】

したがって、表示機器１１には、右上から時計回りに、右側奥の第２撮影機器３の画像Ｉ２、右側手前の第１撮影機器２の画像Ｉ１、左側手前の第３撮影機器４の画像Ｉ３、及び左側奥の第４撮影機器５の画像Ｉ４が表示される。

【0042】

表示機器１１には、復旧開始から復旧完了までの間、各撮影機器からの映像が供給される。表示機器１１は、例えば、図２に示す操作者ＯのコントローラＣへの視認方向Ｄの延長線上に設置される。これにより、操作者Ｏの視線の動きを小さくできる。

【0043】

＜状態監視方法＞
図７に示す状態監視方法は、脱線した鉄道車両の復旧作業に用いられる。本実施形態の状態監視方法は、図１の状態監視装置１を用いて実施される。本実施形態の状態監視方法は、設置工程Ｓ１０と、表示工程Ｓ２０と、撤去工程Ｓ３０とを備える。

【0044】

＜設置工程＞
本工程では、鉄道車両の車輪が載せられる第１レールＲ１及び第２レールＲ２の上に４つの撮影機器２，３，４，５を設置する。

【0045】

具体的には、図２に示すように、第１レールＲ１上に、操作位置Ａに対する手前から順に、第１撮影機器２及び第２撮影機器３を設置すると共に、第２レールＲ２上に、操作位置Ａに対する手前から順に、第３撮影機器４及び第４撮影機器５を設置する。なお、各撮影機器の設置順は問われない。

【0046】

＜表示工程＞
本工程では、４つの撮影機器２，３，４，５によって復旧作業中の車輪とレールとを撮影すると共に、４つの撮影機器２，３，４，５が撮影した画像を表示機器１１に表示させる。

【0047】

本工程は、復旧作業が完了するまで継続される。復旧機器の操作者Ｏは、表示機器１１に表示された画像を見ながら、復旧させる台車の位置を調整する。また、操作者Ｏは、レール上又はレールの周囲に異物がないかを確認する。

【0048】

＜撤去工程＞
本工程では、復旧作業の完了後、４つの撮影機器２，３，４，５をそれぞれレールから取り外す。

【0049】

［１－２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１ａ）撮影機器２，３，４，５が撮影した画像によって車輪の位置及びレール上の異物の確認を行うことができる。その結果、復旧作業における目視による点検が不要となるため、作業負荷の低減及び安全性の向上が実現できる。

【0050】

また、復旧作業中に画像によってレールの周囲も含む状態監視を継続して行うことができるため、目視による定期的な確認作業が不要となる。そのため、復旧作業の時間を短縮できる。

【0051】

（１ｂ）撮影機器２，３，４，５が台座２２を有することで、撮影機器２，３，４，５をレールの長手方向の任意の位置に取り付けることができる。また、カメラ２１の光軸のレールに対する向きの調整も容易となる。

【0052】

（１ｃ）台座２２が取っ手２２４を有することで、撮影機器２，３，４，５のレールへの設置及び撤去が容易となる。

【0053】

（１ｄ）カメラ２１の光軸がレールの幅方向の中心線よりも軌道の内側に位置することで、車輪のフランジとレールとの距離の把握が容易となる。そのため、復旧作業の効率が向上する。

【0054】

（１ｅ）４つの撮影機器２，３，４，５により、４つの車輪を同時に監視することができる。
（１ｆ）４つの撮影機器２，３，４，５の撮影方向が同じであることで、４つの車輪それぞれのレールに対する位置の把握が容易となる。

【0055】

（１ｇ）表示機器１１が４つの撮影機器２，３，４，５の画像を操作位置との関係に基づいて上下左右に並べて表示することで、４つの車輪とレールとの位置関係を同時に、かつ、混同せずに把握することができる。

【0056】

［２．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

【0057】

（２ａ）上記実施形態の状態監視装置において、撮影機器の構成は一例である。例えば、撮影機器の台座は必ずしも上述した形状でなくてもよい。また、台座は必ずしも取っ手を有しなくてもよい。

【0058】

（２ｂ）上記実施形態の状態監視装置において、カメラの光軸は、必ずしもレールの長手方向と平行でなくてもよく、また、必ずしもレールの幅方向の中心線よりも軌道の内側に位置しなくてもよい。

【0059】

（２ｃ）上記実施形態の状態監視装置において、表示機器は、必ずしも４つの画像を並べて表示しなくてもよい。また、状態監視装置は、必ずしも４つの撮影機器を備えなくてもよい。例えば、状態監視装置は、１つ又は２つの撮影機器を備えてもよい。

【0060】

（２ｄ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

【符号の説明】

【0061】

１…状態監視装置、２…第１撮影機器、３…第２撮影機器、４…第３撮影機器、
５…第４撮影機器、１１…表示機器、２１…カメラ、２２…台座、２２１…基部、
２２２…第１側壁、２２３…第２側壁、２２４…取っ手、２２４Ａ…延伸部、
２２４Ｂ…把持部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】