(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-16
(45)【発行日】2024-07-24
(54)【発明の名称】監視装置
(51)【国際特許分類】
B61L 29/28 20060101AFI20240717BHJP
【ＦＩ】
B61L29/28 A
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2020210073
(22)【出願日】2020-12-18
(65)【公開番号】P2022096851
(43)【公開日】2022-06-30
【審査請求日】2023-08-03
(73)【特許権者】
【識別番号】000143949
【氏名又は名称】株式会社鷺宮製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100134832
【弁理士】
【氏名又は名称】瀧野 文雄
(74)【代理人】
【識別番号】100165308
【弁理士】
【氏名又は名称】津田 俊明
(74)【代理人】
【識別番号】100115048
【弁理士】
【氏名又は名称】福田 康弘
(72)【発明者】
【氏名】田中 達也
(72)【発明者】
【氏名】猪谷 多聞
【審査官】岩田 健一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１２－０１６９９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特許第６２６８０４８（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】特開２０１７－０４９８９６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６１Ｌ ２９／２８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電池により駆動される監視装置であって、間欠的に動作する監視対象が発生する物理量を測定する測定部と、
前記測定部の測定後予め定めた所定期間の間、前記測定部を休止させる一定時間休止制御を行う制御部と、を備え、
前記測定部は、前記物理量が測定開始閾値を超えたか判定し、
前記制御部は、前記一定時間休止制御の終了後、前記物理量が前記測定開始閾値を超えたと判定されるまでの間、前記測定部の前記測定開始閾値を超えたかの判定動作と休止とを交互に行わせる測定開始半休止制御を行うことを特徴とする監視装置。
【請求項2】
前記制御部は、予め定めた時間帯について、前記測定部を休止させる時刻指定休止制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の監視装置。
【請求項3】
前記制御部は、前記一定時間休止制御と前記時刻指定休止制御とが重なった場合は、終了時間が遅い時間まで休止させることを特徴とする請求項２に記載の監視装置。
【請求項4】
前記制御部は、前記時刻指定休止制御の終了後、前記測定開始半休止制御を行うことを特徴とする請求項２または３に記載の監視装置。
【請求項5】
前記測定部は、前記物理量が前記監視対象の動作終了を示す動作終了閾値を下回ったか判定し、前記制御部は、前記測定部の測定終了後、前記物理量が前記動作終了閾値を下回ったと判定されるまでの間、前記測定部の動作終了閾値を下回ったか判定動作と休止とを交互に行わせる、ことを特徴とする請求項１から４のうちいずれか一項に記載の監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば踏切警報機から発せられる警報音等を監視する監視装置に関する。
【背景技術】
【0002】
鉄道と道路が平面交差する踏切には、通常、踏切通行者に光や音によって列車の接近を知らせる踏切警報機が設置されている。踏切警報機は、列車が接近した際に光を発する警報灯や、警報音を発するためスピーカ等を備えている。
【0003】
従来、踏切警報機の故障の有無の確認については、作業者が定期的に踏切警報機の設置場所に赴き人手により確認が行われていた。 しかしながら、踏切警報機の設置場所は広範囲にわたるため、人手による確認作業は手間がかかり、全ての踏切警報機について、故障の確認を頻繁に行うのは困難であった。
【0004】
特許文献１には、定期的に踏切警報機の断続部及び音発部の電流を測定する電流センサの出力を電流値データに変換して、変換された電流値データに基づいて断続部及び音発部に故障が発生しているか否かを判別し、判別結果に基づいて踏切警報機に故障が発生しているか否かを示す故障出力信号を出力する踏切警報機故障検出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特許第６２６８０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１に記載された踏切警報機故障検出装置等の鉄道設備や交通設備等の監視装置について、外部から電源供給を受けずに電池（バッテリ）駆動とすることがある。電池駆動とすることで、外部から電源供給が不要となり装置の設置工事が容易で、装置の設置場所の自由度も高くなる。
【0007】
しかしながら、常時電流等の物理量の測定を行い外部と通信をすると、電池の消耗が激しくなる。そのため、監視装置は、電池の消耗を抑えるために省電力化を図ることが望まれている。
【0008】
そこで、本発明は、電池により駆動される監視装置において、省電力化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するためになされた発明は、電池により駆動される監視装置であって、間欠的に動作する監視対象が発生する物理量を測定する測定部と、前記測定部の測定後予め定めた所定期間の間、前記測定部を休止させる一定時間休止制御を行う制御部と、を備えることを特徴とする。
【0010】
また、前記制御部は、予め定めた時間帯について、前記測定部を休止させる時刻指定休止制御を行うことを特徴とすることが好ましい。
【0011】
また、前記制御部は、前記一定時間休止制御と前記時刻指定休止制御とが重なった場合は、終了時間が遅い時間まで休止させることを特徴とすることが好ましい。
【0012】
また、前記測定部は、前記物理量が測定開始閾値を超えたか判定し、前記制御部は、前記一定時間休止制御又は前記時刻指定休止制御のいずれかの終了後、前記物理量が前記測定開始閾値を超えたと判定されるまでの間、前記測定部の前記測定開始閾値を超えたかの判定動作と休止とを交互に行わせる、ことを特徴とすることが好ましい。
【0013】
また、前記測定部は、前記物理量が前記監視対象の動作終了を示す動作終了閾値を下回ったか判定し、前記制御部は、前記測定部の測定終了後、前記物理量が前記動作終了閾値を下回ったと判定されるまでの間、前記測定部の動作終了閾値を下回ったか判定動作と休止とを交互に行わせる、ことを特徴とすることが好ましい。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、制御部が、測定部の測定後予め定めた所定期間の間、測定部を休止させる一定時間休止制御を行うので、電池により駆動される監視装置において、省電力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の第１実施形態にかかる踏切警報音監視装置の概略構成図である。
【図5】測定開始閾値の説明図である。
【図6】音圧ピーク検出処理の説明図である。
【図7】音圧測定開始から音圧測定終了までの音圧波形を示した図である。
【図8】鳴動終了閾値の説明図である。
【図9】踏切警報音監視装置の動作時のタイミングチャートである。
【図10】時刻指定休止制御の説明図である。
【図11】一定時間休止制御と時刻指定休止制御が重なった場合についての説明図である。
【図12】測定開始半休止制御の説明図である。
【図13】測定終了半休止制御の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
（第１実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る踏切警報音監視装置を説明する。図１は、本実施形態に係る踏切警報音監視装置１の概略構成図である。踏切警報音監視装置１は、図１に示したように、信号処理部２と、ＭＰＵ３と、ＲＳ２３２Ｃ伝送部４と、電源部５と、発振子６と、リセットＩＣ７と、ＳＷ入力８と、を備えている。
本発明の第１の実施形態に係る踏切警報音監視装置を説明する。図１は、本実施形態に係る踏切警報音監視装置１の概略構成図である。踏切警報音監視装置１は、図１に示したように、信号処理部２と、ＭＰＵ３と、ＲＳ２３２Ｃ伝送部４と、電源部５と、発振子６と、リセットＩＣ７と、ＳＷ入力８と、を備えている。
【0017】
図１に示した踏切警報音監視装置１は、踏切警報機の近傍に設置され、踏切警報機が発する警報音を音圧センサ６０を介して検出し、音圧や単位時間当たりの鳴動数等を測定する。
【0018】
信号処理部２は、音圧センサ６０が接続され、音圧センサ６０が検出した音圧値（音圧波形）の信号処理を行う。
【0019】
信号処理部２は、ＨＰＦ２１と、差動半波ＡＭＰ２２と、ＬＰＦ２３と、ＨＰＦ２４と、第１積分増幅回路２５と、第２積分増幅回路２６と、第３積分増幅回路２７と、を備えている。
【0020】
ＨＰＦ２１は、音圧センサ６０が検出した音圧波形について、主に直流成分を除去するために所定周波数（例えば７．９６Ｈｚ）以上を通過させるハイパスフィルタである。差動半波ＡＭＰ２２は、音圧センサ６０から入力されＨＰＦ２１を通過した差動信号に対して半波整流し増幅する。ＬＰＦ２３はローパスフィルタ、ＨＰＦ２４はハイパスフィルタで構成されている。ＬＰＦ２３及びＨＰＦ２４は、踏切警報音を構成する７００Ｈｚと７５０Ｈｚを含む周波数の範囲を通過させるフィルタを構成する。
【0021】
第１積分増幅回路２５は、ＨＰＦ２４を通過した音圧信号を積分し、所定倍（例えば５．６倍）増幅する回路である。第２積分増幅回路２６は、第１積分増幅回路２５の出力信号を積分し、所定倍（例えば５倍）増幅する回路である。第３積分増幅回路２７は、第２積分増幅回路２６の出力信号を積分し、所定倍（例えば５倍）増幅する回路である。
【0022】
即ち、差動半波ＡＭＰ２２は、踏切警報機の近傍に設けられた音圧検出手段から音圧信号が入力される半波増幅回路として機能し、第１積分増幅回路２５～２７は、半波増幅回路の出力信号が入力される積分増幅回路として機能する。
【0023】
第２積分増幅回路２６及び第３積分増幅回路２７は、音圧波形の振幅が小さい場合でも後段のＡＤコンバータにおいて十分な精度でデジタル信号に変換できるようにするものである。図２は、３つの積分増幅回路の出力信号に対するダイナミックレンジ［ｄＢ］とＡＤ変換時のビット数［ｂｉｔ］との関係を示したグラフである。［ｄＢ］は横軸が右に向かうに従って大きくなり、［ｂｉｔ］は縦軸が上に向かうに従って大きくなる。
【0024】
図２に示したように、ダイナミックレンジが大きい場合（大レンジ）は音圧当たりのビット数が少なく感度としては低くなる。ダイナミックレンジが中程度の場合（中レンジ）は音圧当たりのビット数が大レンジよりも多くなるため感度としては中程度なる。ダイナミックレンジが小さい場合（小レンジ）は音圧当たりのビット数が中レンジよりもさらに多くなるため感度としては高くなる。
【0025】
つまり、振幅が大きく広いダイナミックレンジが必要な場合、振幅が小さく狭いダイナミックレンジで十分な場合のいずれであっても、ＡＤ変換時のビット数を十分に確保することができる。ここで、図２において、大レンジは第１積分増幅回路２５の出力、中レンジは第２積分増幅回路２６の出力、小レンジは第３積分増幅回路２７の出力がそれぞれ該当する。
【0026】
また、上記説明から明らかなように第１積分増幅回路２５、第２積分増幅回路２６、第３積分増幅回路２７は、直列に接続されている。図１の構成では積分増幅回路が３段直列に接続されているが、２段でもよいし、４段以上であってもよい。直列数は、上述したレンジの分類と回路規模やコスト等に応じて適宜定めればよい。なお、入力する信号の振幅によっては、積分増幅回路は１段でもよい。
【0027】
また、第１積分増幅回路２５、第２積分増幅回路２６、第３積分増幅回路２７は、踏切警報機が発する警報音に含まれる２つの周波数（７００～７５０Ｈｚ）を含む帯域の振幅周波数特性、その２つの周波数の差分（５０Ｈｚ）の周波数における振幅周波数特性、単位時間当たりの鳴動数に基づく周波数の振幅周波数特性、の順に増幅率が大きくなるような特性となっている。なお、踏切警報機の警報音は通常１分間に１２０～１３０回程度鳴動するため、単位時間当たりの鳴動数に基づく周波数は約２Ｈｚ程度となる。
【0028】
また、図１に示した構成では、第１積分増幅回路２５、第２積分増幅回路２６、第３積分増幅回路２７は、全て積分増幅回路で構成したが、第１積分増幅回路２５のみを積分増幅回路とし、第２積分増幅回路２６、第３積分増幅回路２７は、積分増幅回路ではない増幅回路であってもよい。
【0029】
図３に上述した信号処理部２の波形を示す。図３（ａ）は警報音の３回鳴動分の波形である（厳密には１回目の後半～３回目の前半まで）。踏切警報音は一般的に脈動するため、波形の振幅が徐々に小さくなっている。図３（ｂ）は（ａ）のＡ部分の拡大図である。図３において、Ｓ１は半波整流後の波形、つまり差動半波ＡＭＰ２２の出力波形である。Ｓ２は積分増幅後の波形である。図３のＳ２は第１積分増幅回路２５の出力波形である。
【0030】
ＭＰＵ３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を有するマイクロプロセッサである。ＭＰＵ３は、後述する各種測定動作等を内蔵するメモリに記憶されたプログラムにより実行する。また、ＭＰＵ３は、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）３１、３２、３３、３４と、ＵＡＲＴ３５、３６と、Ｉ／Ｏ３７と、を備えている。
【0031】
ＡＤコンバータ３１は、第１積分増幅回路２５から出力された音圧波形が入力され、アナログ信号をデジタル信号に変換する。ＡＤコンバータ３２は、第２積分増幅回路２６から出力された音圧波形が入力され、アナログ信号をデジタル信号に変換する。ＡＤコンバータ３３は、第３積分増幅回路２７から出力された音圧波形が入力され、アナログ信号をデジタル信号に変換する。ＡＤコンバータ３４は、電源部５の電圧監視部５１から入力された信号をデジタル信号に変換する。
【0032】
ＵＡＲＴ３５は、無線通信部７０へ送信するパラレルデータをシリアルデータに変換し、無線通信部７０から受信したシリアルデータをパラレルデータに変換するインターフェース回路である。ＵＡＲＴ３５は、ＭＰＵ３で測定された各種測定結果等の情報をシリアルデータとして出力する。ＵＡＲＴ３６は、ＲＳ２３２Ｃ伝送部４へ送信するパラレルデータをシリアルデータに変換し、ＲＳ２３２Ｃ伝送部４から受信したシリアルデータをパラレルデータに変換するインターフェース回路である。
【0033】
Ｉ／Ｏ３７は、電源部５の後述するレギュレータに対する制御信号を出力する。本実施形態にかかる踏切警報音監視装置１は、電池駆動であるため、省電力のため、ＭＰＵ３から電源部５を制御して、踏切警報音監視装置１内部の各部を休止させることができる。
【0034】
ＲＳ２３２Ｃ伝送部４は、ＵＡＲＴ３６から入力された情報等を各種設定用のＰＣ８０に出力する。また、ＲＳ２３２Ｃ伝送部４は、ＰＣ８０から入力された信号等をＵＡＲＴ３６に出力する。本実施形態では、踏切警報音監視装置１とＰＣ８０との間はＲＳ２３２Ｃ規格により通信を行っているが、ＲＳ２３２Ｃ規格に限らず、有線、無線を問わず他の通信規格であってもよい。
【0035】
電源部５は、電池１００から供給された電力を踏切警報音監視装置１の各ブロックが必要とする電圧等に変換して供給する。電源部５は、電圧監視部５１と、電圧検出部５２と、レギュレータ５３、５４、５５と、を備えている。
【0036】
電圧監視部５１は、電池１００が出力する電圧を監視する。電圧監視部５１は、電池１００の出力電圧値をＡＤコンバータ３４に出力する。電圧検出部５２は、電池１００が出力する電圧を検出して検出結果をレギュレータ５３に出力する。レギュレータ５３は、電池１００から供給された電圧（例えばＤＣ３Ｖ）を例えば２．２Ｖに変換して、ＭＰＵ３やＳＷ入力８等に供給する。レギュレータ５４は、電池１００から供給された電圧を例えば２．２Ｖに変換して、信号処理部２や音圧センサ６０、無線通信部７０等に供給する。レギュレータ５５は、電池１００から供給された電圧を例えば２．２Ｖに変換して、ＲＳ２３２Ｃ伝送部４等に供給する。
【0037】
発振子６は、例えば水晶発振子により構成され、ＭＰＵ３が動作するためのクロック信号を生成する。
【0038】
リセットＩＣ７は、電源５の出力電圧がＭＰＵ３の動作電圧以上になったことを監視し、ＭＰＵ３へのリセット信号を解除することでＭＰＵ３を起動させる周知の回路である。
【0039】
ＳＷ入力８は、例えば無線通信部７０を介して外部と無線通信をさせる際に操作されるスイッチである。ＳＷ入力８が操作されると、ＭＰＵ３等が休止中であっても起動する。
【0040】
音圧センサ６０は、踏切警報器の警報音を発するスピーカの近傍に設けられる。音圧センサ６０は、例えばマイクＩＣ等により構成される。
【0041】
無線通信部７０は、ＭＰＵ３（ＵＡＲＴ３５）から出力された各種測定結果等の情報を外部機器等へ出力する。無線通信部７０は、例えばＺｉｇＢｅｅ（登録商標）規格による無線通信を行う機器とすることができる。勿論他の無線通信規格であってもよい。
【0042】
ＰＣ８０は、踏切警報音監視装置１の各種設定用の端末等となるコンピュータである。ＰＣ８０は、設定等の必要な際に接続される。
【0043】
電池１００は、踏切警報音監視装置１へ電力（例えばＤＣ３Ｖ）を供給する。本実施形態では、電池駆動とすることで、外部からの電源供給を不要とし設置場所の自由度を高めている。なお、電池１００は一次電池でもよいし二次電池でもよい。
【0044】
次に、上述した構成の踏切警報音監視装置１の測定動作について図４～図８を参照して説明する。図４は、踏切警報音監視装置１の測定動作のフローチャートである。図４に示したフローチャートはＭＰＵ３で実行される。まず、ＭＰＵ３は、音圧センサ６０が検出した音圧が測定開始を検出するために予め設定された閾値（測定開始閾値）を超えたか判定する（ステップＳ１０１）。測定開始閾値を超えない場合は（ステップＳ１０１；ＮＯ）、ステップＳ１０１を繰り返す。即ち、ＭＰＵ３は、踏切警報機の近傍に設けられた音圧検出手段が検出した音の音圧が測定開始閾値を超えたか判定する測定開始判定部として機能する。
【0045】
測定開始閾値について図５を参照して説明する。図５は、測定開始から後述する音圧周期閾値演算を行う期間について説明した波形図である。測定開始閾値は、図５に示したように、測定を開始することを判定する閾値であるため、警報音のピーク等よりも低い値に設定されている。この測定開始閾値を超えたことをトリガとして測定動作を開始する。
【0046】
測定開始閾値を超えた場合は（ステップＳ１０１；ＹＥＳ）、ＭＰＵ３は、音圧周期閾値演算処理を行う（ステップＳ１０２）。音圧周期閾値演算処理は、測定開始判定後の所定時間の期間に後述する音圧ピークや周期を算出するための音圧周期閾値（周期判定用の閾値）を算出（決定）する処理である。音圧周期閾値の算出方法について図５を参照して説明する。図５において測定開始閾値を超えると、そこから所定時間（閾値算出時間）の音圧の最大値と最小値から音圧周期閾値を求める。図５の場合であれば、Ｐｍａｘ１～Ｐｍａｘｎを各周期の最大値、Ｐｍｉｎ１～Ｐｍｉｎｎを各周期の最小値とすると、例えばＰｍａｘ１～Ｐｍａｘｎのうちの最も大きな値とＰｍｉｎ１～Ｐｍｉｎｎのうちの最も小さい値の中央値を音圧周期閾値とする。
【0047】
即ち、ＭＰＵ３は、測定開始判定部が測定開始閾値を超えたと判定してから所定時間内に音圧検出手段が検出した音圧の最大値及び最小値に基づいて音圧が周期的に変化する踏切警報器の警報音の周期判定用の閾値を算出する周期閾値算出部として機能する。
【0048】
次に、ＭＰＵ３は、音圧ピーク検出処理を行う（ステップＳ１０３）。音圧ピーク検出処理は、ステップＳ１０２で算出した音圧周期閾値に基づいて以下に示すＯＮ値とＯＦＦ値を設定し音圧のピークを検出する。音圧ピーク検出処理について図６を参照して説明する。図６において、音圧周期閾値を基準として、＋２５％の位置にＯＮ点、－２５％の位置にＯＦＦ点を設定する。ＯＮ点は、音圧が上昇して最大値（ピーク）に向かうことを検出するための閾値であり、ＯＦＦ点は、音圧が下降して最小値に向かうことを検出するための閾値である。即ち、音圧周期閾値は、最大値と最小値の中央値に対して、大きくなる方向にオフセットした第１閾値と、小さくなる方向にオフセットした第２閾値と、を含む。
【0049】
図６において波形上に表示した丸印はサンプリング点である。これらのサンプリング点のうち周期Ｐ１については、最初にＯＮ点を超えたサンプリング点ｏｎ１でＯＮ検出がされる。一方、最初にＯＦＦ点を下回ったサンプリング点ｏｆｆ１でＯＦＦ検出がされる。そして、ＯＮ点を超えてからＯＦＦ点を下回るまでのサンプリング点のうちの最大値が当該周期Ｐ１におけるピーク値となる。周期Ｐｎについても同様に、最初にＯＮ点を超えたサンプリング点ｏｎｎでＯＮ検出がされる。一方、最初にＯＦＦ点を下回ったサンプリング点ｏｆｆｎでＯＦＦ検出がされる。そして、ＯＮ点を超えてからＯＦＦ点を下回るまでのサンプリング点のうちの最大値が当該周期Ｐｎにおけるピーク値となる。
【0050】
そして、各周期のピーク値を音圧測定終了まで複数周期に亘って取得し、例えば平均値を音圧ピーク検出処理におけるピーク値として出力する。なお、平均値の算出に当たっては最大値と最小値を除く処理を行ってもよい。本実施形態のように周期ごとのピーク値を得ることで、その後平均化やフィルタリングといった処理が可能となり、正確なピーク値を求めることができる。
【0051】
次に、ＭＰＵ３は、音圧周期検出処理を行う（ステップＳ１０４）。音圧周期検出処理は、ステップＳ１０２で算出した音圧周期閾値に基づいて音圧の周期を検出し、その周期に基づいて単位時間当たりの鳴動数を算出する。音圧周期検出処理について図７を参照して説明する。図７は、音圧測定開始から音圧測定終了までの音圧波形を示した図である。音圧周期閾値、ＯＮ点、ＯＦＦ点は図６で説明したとおりである。このとき、本実施形態では、ＯＮ点から次のＯＮ点までを１周期として検出する。勿論ＯＦＦ点から次のＯＦＦ点までを１周期として検出してもよい。そして、検出された周期に基づいて単位時間当たりの鳴動数を算出する。
【0052】
即ち、ＭＰＵ３は、周期閾値算出部が算出した閾値に基づいて音圧のピーク値及び、音圧の周期を測定する測定部として機能する。
【0053】
次に、ＭＰＵ３は、減音開始時間か判定する（ステップＳ１０５）。減音開始時間で無い場合は（ステップＳ１０５；ＮＯ）ステップＳ１０５を繰り返す。踏切警報機は、鳴動開始後所定時間が経過すると減音するものがある。この減音までの所定時間は予め定められている。そこで本実施形態では、減音を検出するのではなく、所定時間（減音時間）の経過した時点（減音開始時間）を判定することで、以降説明する減音された状態における測定を実行している。即ち、ＭＰＵ３は、ピーク値及び周期の測定後、警報音が減音するまで予め定めた所定時間待機している。なお、本実施形態では、減音後の状態を測定するため減音開始時間は減音したことが確実になる時間を設定すればよい。
【0054】
減音開始時間であった場合は（ステップＳ１０５；ＹＥＳ）、ＭＰＵ３は、減音音圧周期閾値演算処理を行う（ステップＳ１０６）。減音音圧周期閾値演算処理は、減音状態における音圧周期閾値演算処理（ステップＳ１０２）を行うものである。減音音圧周期閾値演算処理の処理内容は音圧周期閾値演算処理と同様であるので説明は省略する。即ち、ＭＰＵ３は、再度周期判定用の閾値を算出している。
【0055】
次に、ＭＰＵ３は、減音音圧ピーク検出処理を行う（ステップＳ１０７）。減音音圧ピーク検出処理は、減音状態における音圧ピーク検出処理（ステップＳ１０３）を行うものである。減音音圧ピーク検出処理の処理内容は音圧ピーク検出処理と同様であるので説明は省略する。
【0056】
なお、音圧ピーク検出処理、減音音圧ピーク検出処理の際には、ＡＤコンバータ３１～３３の出力のうち飽和していないＡＤコンバータの値を採用する。このようにすることにより、小振幅の場合であっても適切な分解能で精度良くピーク値を得ることができる。
【0057】
次に、ＭＰＵ３は、減音音圧周期検出処理を行う（ステップＳ１０８）。減音音圧周期検出処理は、減音状態における音圧周期検出処理（ステップＳ１０４）を行うものである。減音音圧周期検出処理の処理内容は音圧周期検出処理と同様であるので説明は省略する。
【0058】
次に、ＭＰＵ３は、鳴動終了閾値未満か判定する（ステップＳ１０９）。鳴動終了閾値未満で無い場合は（ステップＳ１０９；ＮＯ）、ステップＳ１０９を繰り返す。鳴動終了閾値は、踏切警報機の鳴動が終了したことを検出するための閾値であり、図８を参照して説明する。図８は、音圧波形と鳴動終了閾値との関係を示した図である。図８示したように音圧値が鳴動終了閾値を未満となった（下回った）場合は、後述するステップＳ１１０を実行する。なお、鳴動終了閾値は上述した測定開始閾値と同じ値であってもよい。即ち、ＭＰＵ３は、音圧検出手段が検出した音の音圧が鳴動終了閾値を下回ったか判定する鳴動終了判定部として機能する。
【0059】
次に、ＭＰＵ３は、出力処理を行う（ステップＳ１１０）。出力処理は、音圧ピーク検出処理で検出したピーク値、音圧周期検出処理で検出した周期に基づいて算出した単位時間当たりの鳴動数、減音音圧ピーク検出処理で検出したピーク値、減音音圧周期検出処理で検出した周期に基づいて算出した単位時間当たりの鳴動数を含む測定結果を無線通信部７０を介して外部に送信する。即ち、鳴動終了判定部が鳴動終了閾値を下回ったと判定後、測定部が測定した結果を出力する出力部として機能する。
【0060】
上述したフローチャートは１度の鳴動開始から鳴動終了までに１回実行される。ここで、本実施形態における鳴動開始から鳴動終了（単に鳴動ともいう）とは、例えば列車の接近から通過までの警報音が断続的に鳴動し、警報灯が点滅している期間をいう。
【0061】
本実施形態によれば、踏切警報音監視装置１は、踏切警報機の近傍に設けられた音圧センサ６０から音圧信号が入力される差動半波ＡＭＰ２２と、差動半波ＡＭＰ２２の出力信号が入力される第１積分増幅回路２５～第３積分増幅回路２７と、第１積分増幅回路２５～第３積分増幅回路２７の出力信号に基づいて踏切警報機の警報音の単位時間当たりの鳴動数を演算するＭＰＵ３と、を備えている。
【0062】
踏切警報音監視装置１を上記のように構成することにより、２種類の周波数の音をそれぞれ検出することなく、簡易な回路構成で警報音を精度良く検出することができる。
【0063】
また、第１積分増幅回路２５～第３積分増幅回路２７の複数の増幅回路が直列に接続されているので、波形の振幅に応じて後段のＡＤコンバータにおいて十分な精度でデジタル信号に変換できるようになる。したがって、広いダイナミックレンジの警報音に対して正確な測定が可能となる。
【0064】
また、第１積分増幅回路２５～第３積分増幅回路２７の有する振幅周波数特性は、踏切警報機が発する警報音に含まれる２つの周波数（７００～７５０Ｈｚ）の帯域の振幅周波数特性、その２つの周波数の差分（５０Ｈｚ）の周波数における振幅周波数特性、単位時間当たりの鳴動数に基づく周波数の振幅周波数特性、の順に増幅率が大きくなるような特性となっている。このようにすることにより、高い周波数成分が増幅されにくくなるため、２つの周波数成分が混合した状態であっても、低速なサンプリング速度のＡＤコンバータで精度良く振幅や単位時間当たりの鳴動数を測定することができる。したがって、高価なＡＤコンバータが不要となりコストを低減することができる。
【0065】
また、ＭＰＵ３は、信号処理部２の出力信号の周期に基づいて警報音の単位時間当たりの鳴動数を求めているので、周期に基づいて容易に単位時間当たりの鳴動数を算出することができる。
【0066】
また、ＭＰＵ３は、信号処理部２の出力信号に設定される周期判定用の閾値に基づいて周期を求めているので、閾値を設定すれば容易に周期を求めることができる。
【0067】
また、踏切警報音監視装置１は、ＭＰＵ３が、踏切警報機の近傍に設けられた音圧センサ６０が検出した音の音圧が測定開始閾値を超えたか判定し、測定開始閾値を超えたと判定してから所定時間内に音圧センサ６０が検出した音圧の最大値及び最小値に基づいて警報音の周期検出用の閾値を算出する。
【0068】
踏切警報音監視装置１を上記のように構成することにより、予備的な測定により本測定用の閾値を算出することができる。したがって、本測定で正確なピーク値や周期を測定でき、さらには単位時間当たりの鳴動数を正確に測定できる。また、測定開始閾値を超えたかを判定することで自動的に音圧のピークや周期の測定を開始することができる。そのため、踏切警報機から踏切動作を示す信号等の入力が不要となり装置の設置が容易になる。
【0069】
また、ＭＰＵ３は、ピーク値及び周期の測定後、警報音が減音するまで予め定めた所定時間待機して、再度周期判定用の閾値を算出するので、減音した状態に合った閾値を設定することができる。また、音圧から減音か否かを判断することなく、確実に減音状態を測定できる。
【0070】
また、ＭＰＵ３は、減音後に算出した周期判定用の閾値に基づいて減音後のピーク値及び音圧信号の周期を測定するので、減音時においても正確な測定をすることができる。
【0071】
また、ＭＰＵ３は、音圧センサ６０が検出した音の音圧が鳴動終了閾値を下回ったか判定し、鳴動終了閾値を下回ったと判定後、測定した結果を無線通信部７０を介して外部へ出力させる。このようにすることにより、鳴動終了を検出することで、列車が通過していないことを把握でき、無線通信においては無線通信の障害となる列車がいない状態での通信が可能となる。
【0072】
【0073】
本実施形態は、第１の実施形態の構成の踏切警報音監視装置１に対して、省電力機能を追加したものである。本実施形態の踏切警報音監視装置１は、概略構成は図１と同様である。図１に示したように、踏切警報音監視装置１は電池１００で駆動される。そのため、省電力化を図ることで電池交換等の頻度を少なくすることができる。本実施形態における間欠的に動作する監視対象は踏切警報機、物理量は音（音圧）となる。
【0074】
【0075】
図９上段は、第１の実施形態で説明したように、無音状態から音圧が測定開始閾値を超えると（時刻ｔ１）、音圧周期閾値演算をし、通常時の音圧ピークや周期等の測定を行う（通常音測定）。そして、減音するまで所定時間待機し（減音待機）、減音音圧周期閾値演算をし、通常時の音圧ピークや周期等の測定を行う（減音測定）。そして、減音測定後（時刻ｔ２）、音圧が鳴動終了閾値を下回ると（時刻ｔ３）、無音状態となり鳴動終了となる。
【0076】
図９中段は、時刻ｔ３で鳴動終了閾値を下回ったことを検出すると、その後起動（ＯＮ）して無線通信を行い通信が終了すると停止（ＯＦＦ）する（時刻ｔ４）。
【0077】
図９下段は、時刻ｔ１で測定開始のために起動し通常動作に移行する。そして、時刻ｔ２で減音測定が終了したので通常動作から節電状態に移行する。そして、時刻ｔ３で無線通信をするために起動し通常動作に移行する。ここで、時刻ｔ２～時刻ｔ３の節電状態を測定終了半休止制御と呼び詳細は後述する。
【0078】
時刻ｔ４で無線通信が終了すると停止状態に移行する。この停止状態を一定時間休止制御と呼ぶ。一定時間休止制御の時間が経過すると節電状態に移行する（時刻ｔ５）。この時刻ｔ５以降の節電状態を測定開始半休止制御と呼び詳細は後述する。
【0079】
本実施形態における停止状態とは、クロック信号を停止させるＳＴＯＰモードやクロック信号の供給を停止するＩＤＬＥモードとすることが挙げられる。また、本実施形態における節電状態とは、命令実行を停止させるＨＡＬＴモードとすることが挙げられる。そして、これらの停止状態、節電状態ともに本発明の休止に含まれるものである。即ち、本発明の休止とは、完全に停止させるに限らず、通常状態よりも処理能力を低下させるといった省電力状態全般を含む。
【0080】
一定時間休止制御について説明する。上述したように、一定時間休止制御とは無線通信を含む測定動作後予め定めた所定期間の間ＭＰＵ３等を休止させて消費電力を削減するものである。一定時間休止制御の休止対象はＭＰＵ３に限らず、無線通信部７０や信号処理部２等の踏切警報音監視装置１の他のブロックを含めてもよい。このとき、予め定めた所定時間の計時は例えばＲＴＣタイマ等を用いればよい。
【0081】
一定時間休止制御の一定時間はユーザが適宜設定すればよい。第１の実施形態では、鳴動の度に測定をしていたので、列車の通過頻度が高い踏切では測定頻度が高くなり電池１００を消耗する。そこで、一定時間休止制御を実行することで、電池の消耗を抑えつつ、ユーザの必要な頻度で測定をすることができる。
【0082】
次に、時刻指定休止制御について説明する。時刻指定休止制御とは、予め定めた時間帯についてＭＰＵ３等を休止させるものである。一例を図１０を参照して説明する。図１０は、午前１時～午前５時までを休止させる例である。図１０に示したように、午前１時～午前５時の時刻指定休止時間帯はＭＰＵ３等を休止させて消費電力を削減する。時刻指定休止時間帯は、例えば深夜等の踏切警報機が鳴動することが無い時間帯に設定するとよい。
【0083】
ここで、一定時間休止制御と時刻指定休止制御が重なった場合について図１１を参照して説明する。図１１に示したように、一定時間休止制御の期間中に時刻指定休止制御が開始された場合は、時刻指定休止制御の終了まで休止とする。つまり、休止の終了時間が遅い時間まで休止させる。このようにすると、２つの休止の時間を１つの休止の時間として扱うことができる。
【0084】
次に、測定開始半休止制御について説明する。上述したように、測定開始半休止制御は一定時間休止制御の終了から測定開始まで、つまり、一定時間休止制御の終了後、音圧が測定開始閾値を超えるまで行われる。測定開始半休止制御について図１２を参照して説明する。図１２は、測定開始半休止制御についての説明図である。図１２において、測定（１）は無線通信終了つまり図９の時刻ｔ４までの期間を示す。測定（１）の後は一定時間休止制御となり、その後測定開始半休止制御となる。
【0085】
測定開始半休止制御が行われる期間は、図１２に示したように、ＭＰＵ３は通常状態とＨＡＬＴ状態とを交互に遷移させる。勿論ＭＰＵ３はＨＡＬＴ状態以外の省電力状態であってもよいし、無線通信部７０を含む他のブロックを停止させてもよい。通常状態では、測定開始閾値を超えたか否か判定する。測定開始閾値を超えたと判定すると測定開始半休止制御の期間が終了し、測定（２）となる。測定（２）は図９の時刻ｔ１以降が該当し、音圧周期閾値演算をして通常音測定を行う。
【0086】
なお、上述した説明では、一定時間休止制御終了後に測定開始半休止制御を行う例を説明したが、時刻指定休止制御終了後に測定開始半休止制御を行ってもよい。
【0087】
測定開始半休止制御は、上述したように、一定時間休止制御又は時刻指定休止制御の終了から測定開始までの期間に行われる。つまり、一定時間休止制御又は時刻指定休止制御が終了して測定（鳴動）待ちの間は、ＭＰＵ３等の動作頻度を少なくして電力消費を低減させている。
【0088】
次に、測定終了半休止制御について説明する。上述したように、測定終了半休止制御は減音測定の終了から鳴動終了まで、つまり、減音測定の終了後、音圧が鳴動終了閾値（動作終了閾値）を下回るまで行われる。測定終了半休止制御について図１３を参照して説明する。図１３は、測定終了半休止制御についての説明図である。
【0089】
図１３において、減音測定は図９の時刻ｔ２までの期間を示す。そして、減音測定後に測定終了半休止制御となる。測定終了半休止制御の期間は、図１３に示したように、ＭＰＵ３は通常状態とＨＡＬＴ状態とを交互に遷移させる。勿論ＭＰＵ３はＨＡＬＴ状態以外の省電力状態であってもよいし、無線通信部７０を含む他のブロックを停止させてもよい。通常状態では、鳴動終了閾値を下回ったか否か判定する。鳴動終了閾値を下回ったと判定すると測定終了半休止制御の期間が終了し、図９に示したように無線通信が行われる。
【0090】
測定終了半休止制御は、上述したように、測定終了から鳴動終了までの期間に行われる。つまり、測定終了後の鳴動終了待ちの間は、ＭＰＵ３等の動作頻度を少なくして電力消費を低減させている。
【0091】
本実施形態によれば、電池１００により駆動される踏切警報音監視装置１であって、踏切警報音を測定するＭＰＵ３（測定部）と、ＭＰＵ３（測定部）の測定後予め定めた所定期間の間、ＭＰＵ３（測定部）を休止させる一定時間休止制御を行うＭＰＵ３（制御部）と、を備える。
【0092】
踏切警報音監視装置１を上記のように構成することにより、ＭＰＵ３が、一定時間休止制御を行うので、電池１００により駆動される踏切警報音監視装置１において、省電力化を図ることができる。また、一定時間休止制御により、電池１００の消耗を抑えつつ、ユーザが必要な頻度で測定することができる。
【0093】
また、ＭＰＵ３（制御部）は、予め定めた時間帯について、ＭＰＵ３（測定部）を休止させる時刻指定休止制御を行うので、監視不要な時間帯で電池１００の消耗を削減できる。
【0094】
また、ＭＰＵ３（制御部）は、一定時間休止制御と時刻指定休止制御とが重なった場合は、終了時間が遅い時間まで休止させるので、休止時間を実質的に延ばすことができ、より一層電池１００の消耗を削減できる。
【0095】
また、ＭＰＵ３（測定部）は、踏切警報機の近傍に設けられた音圧センサ６０（音圧検出手段）が検出した音の音圧が測定開始閾値を超えたか判定し、ＭＰＵ３（制御部）は、一定時間休止制御又は時刻指定休止制御のいずれかの終了後、音圧が測定開始閾値を超えたと判定されるまでの間、ＭＰＵ３（測定部）の判定動作と休止とを交互に行わせる。このようにすることにより、鳴動開始を待機している時間帯の消費電力を低減することができ、鳴動回数が少ない踏切、すなわち鳴動待機時間の長い踏切での電池消費を低減できる。
【0096】
また、ＭＰＵ３（測定部）は、踏切警報機の近傍に設けられた音圧センサ（音圧検出手段）が検出した音の音圧が鳴動終了閾値を下回ったか判定し、ＭＰＵ３（制御部）は、ＭＰＵ３（測定部）の測定終了後、音圧が鳴動終了閾値を下回ったと判定されるまでの間、ＭＰＵ３（測定部）の判定動作と休止とを交互に行わせる。このようにすることにより、鳴動が終了するまでの待ち時間の消費電力を低減することができ、開かずの踏切などの鳴動時間が長い踏切での電池消費を低減できる。
【0097】
なお、本実施形態では、監視対象として踏切警報機、物理量として音（音圧）で説明したが、それらに限るものではない。例えば踏切警報機の警報灯や信号機の信号灯等を監視対象としてもよいし、物理量として、電流や電圧であってもよい。さらには、監視対象として鉄道設備以外であってもよいし、物理量も温度や光等の他の物理量であってもよい。
【0098】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の監視装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
【符号の説明】
【0099】
１ 踏切警報音監視装置（監視装置）
２ 信号処理部
２２ 差動半波ＡＭＰ（半波増幅回路）
２５ 第１積分増幅回路（積分増幅回路）
２６ 第２積分増幅回路（積分増幅回路）
２７ 第３積分増幅回路（積分増幅回路）
３ ＭＰＵ（演算部、測定開始判定部、周期閾値算出部、測定部、鳴動終了判定部、出力部、制御部）
６０ 音圧センサ（音圧検出手段）
７０ 無線通信部（無線送信部）
２ 信号処理部
２２ 差動半波ＡＭＰ（半波増幅回路）
２５ 第１積分増幅回路（積分増幅回路）
２６ 第２積分増幅回路（積分増幅回路）
２７ 第３積分増幅回路（積分増幅回路）
３ ＭＰＵ（演算部、測定開始判定部、周期閾値算出部、測定部、鳴動終了判定部、出力部、制御部）
６０ 音圧センサ（音圧検出手段）
７０ 無線通信部（無線送信部）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】