JP2014040171A - ブレーキ不緩解検知装置及びブレーキ不緩解検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】人間の注意力に依存することなく、ブレーキの不緩解を精度良く検知できるブレーキ不緩解検知装置及びブレーキ不緩解検知方法を提供することを目的とする。
【解決手段】実施形態によれば、ブレーキ不緩解検知装置は、第１の温度センサと、第２の温度センサと、計算部と、判定部とを有する。第１の温度センサは、レール上を通過する車両の車輪の温度を第１計測位置で測定する。第２の温度センサと、レール上を通過する車輪の温度を第１計測位置より後段の第２計測位置で測定する。計算部は、第２の温度センサが計測する車輪の温度と第１の温度センサが計測する車輪の温度との温度差を計算する。判定部は、計算部により計算した温度差が車輪に対するブレーキの不緩和を検知する基準値以上であるか否かによるブレーキの不緩解の有無を検出する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、車両のブレーキ不緩解を検知するブレーキ不緩解検知装置及びブレーキ不緩解検知方法に関する。

たとえば、鉄道車両の中で、貨車は、連結と開放とを繰り返すことが多く、留置時には手動ブレーキで転動防止が図られる。もしも、手動ブレーキをかけたままの状態で貨車が牽引されると、当該貨車の車輪は、摩擦熱によって高温となり、車輪の変形などの原因となる可能性がある。従来、ブレーキの不緩解は、ブレーキ作動中の旨の表示札を掛ける等の手法によって、ヒューマンエラーの防止対応が図られている。しかしながら、人間（作業者）の注意力に依存する対処方法では、確実に手動ブレーキの不緩解を防止するのは難しい。

特開２００９−２３６１４０号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、人間の注意力に依存することなく、ブレーキの不緩解を検知できるブレーキ不緩解検知装置及びブレーキ不緩解検知方法を提供することを目的とする。

実施形態によれば、ブレーキ不緩解検知装置は、第１の温度センサと、第２の温度センサと、計算部と、判定部とを有する。第１の温度センサは、レール上を通過する車両の車輪の温度を第１計測位置で測定する。第２の温度センサと、レール上を通過する車輪の温度を第１計測位置より後段の第２計測位置で測定する。計算部は、第２の温度センサが計測する車輪の温度と第１の温度センサが計測する車輪の温度との温度差を計算する。判定部は、計算部により計算した温度差がブレーキの不緩和を検知する基準値以上であるか否かによるブレーキの不緩解の有無を検出する。

図１は、実施形態に係るブレーキ不緩解検知装置の構成例を示す図である。 図２は、実施形態に係る車輪の温度を検知する測定位置の設定例を説明するための図である。 図３（ａ）は、実施形態に係る第１地点に設けた物体検知センサの出力信号の例である。図３（ｂ）は、第１地点に設けた温度センサが計測する温度情報の出力信号の例である。図３（ｃ）は、第２地点に設けた物体検知センサの出力信号の例である。図３（ｄ）は、第２地点に設けた温度センサが計測する温度情報の出力信号の例である。 図４は、演算装置における処理の流れを説明するためのフローチャートである。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係るブレーキ不緩解検知システム（ブレーキ不緩解検知装置）の構成例を示す図である。
本実施形態に係るブレーキ不緩解検知装置は、鉄道車両のブレーキの不緩解を地上側で検知するシステムである。図１に示す構成例において、ブレーキ不緩解検知システムは、複数の温度センサ１１（１１Ａ、１１Ｂ）、複数の物体検知センサ１２（１２Ａ、１２Ｂ）、演算装置１３、指令装置１４、および、信号機１５などを有する。

温度センサ１１は、線路のレール上を走行する車両における車輪の温度を検知するためのセンサである。温度センサ１１は、たとえば、非接触で物体の温度を測定するセンサにより構成する。温度センサ１１は、たとえば、所定の測定位置において車輪の温度を測定する。物体検知センサ１２は、レール上を走行する車両における車輪（物体）を検知するためのセンサである。物体検知センサ１２は、たとえば、非接触で物体の有無を検知する。物体検知センサ１２は、所定の測定位置を通過する車輪（物体）を検知する。

温度センサ１１（１１Ａ、１１Ｂ）と物体検知センサ１２（１２Ａ、１２Ｂ）とは、車両が通過する線路の近傍の複数地点（例えば、地点Ａ、Ｂ）に、それぞれペアで設置される。各物体検知センサ１２Ａ（１２Ｂ）は、レール上を通過する車両の車輪を所定の測定位置で検知するように設置される。温度センサ１１Ａ（１１Ｂ）は、ペアとなる物体検知センサ１２Ａ（１２Ｂ）がそれぞれの測定位置で車輪を検知したタイミングで、当該車輪の温度を示す信号を出力する。

演算装置１３は、複数の物体検知センサ１２が車輪を検知したタイミングで、複数の温度センサ１１が測定する車輪の温度に基づいて、各車輪に対するブレーキの不緩解を判定する。図１に示す構成例では、演算装置１３は、各車輪について、地点Ｂで計測した温度と地点Ａで計測した温度との温度差が所定の基準値以上か否かにより、ブレーキ不緩解の有無（ブレーキが不緩解の状態らしいか否か）を判定する。

演算装置１３は、複数地点での車輪の温度差が基準値以上である場合（つまり、車輪に対するブレーキの不緩解を検出した場合）、ブレーキの不緩解（ブレーキの不緩解と予測される車輪温度の上昇）が検出されたことを示す信号を出力する。たとえば、演算装置１３は、複数地点間での車輪の温度差が基準値以上である場合、指令装置１４へブレーキの不緩解が検出されたことを通知（警告）する信号を出力する。演算装置１３からブレーキの不緩解が検出されたことを示す信号を受信した場合、指令装置１４は、当該車両を停止させる制御を行ったり、当該車両の運転手などにブレーキの不緩解を警告したりする。

たとえば、指令装置１４は、演算装置１３からブレーキの不緩解を検出したことを示す信号を受信した場合、信号機１５に当該車両を停止させるための信号を点灯させる（例えば、信号機１５を赤にする）ことにより、車両を停止させる。また、指令装置１４は、表示装置あるいはスピーカなどにより係員にブレーキの不緩解が検出されたとの警報を発するようにしても良い。また、指令装置１４は、無線通信などにより、車両の運転者に対してブレーキの不緩解が検出されたことを通知するようにしても良い。たとえば、ブレーキの不緩解が検出された事を当該車両の運転装置に表示させることにより、当該車両の運転手に注意を促すようにしても良い
次に、演算装置１３の構成について説明する。
図１に示す構成例において、演算装置１３は、制御部２１、メモリ２２、通信部２３、およびインターフェース２４を有する。演算装置１３は、インターフェース２４を介して各温度センサ１１（１１Ａ、１１Ｂ）及び物体検知センサ１２（１２Ａ、１２Ｂ）から受信する信号を処理する機能があれば良く、たとえば、パーソナルコンピュータなどの一般的なコンピュータで実現できる。

制御部２１は、演算装置１３全体の制御を司る。制御部２１は、ＣＰＵなどのプロセッサ、ＲＡＭなどのワーキングメモリ、ＲＯＭなどのプログラムメモリを有し、プロセッサがプログラムを実行することにより様々なデータ処理機能を実現する。たとえば、制御部２１は、プロセッサがブレーキの不緩解を判定するためのプログラムを実行することにより、ブレーキの不緩解を判定する機能を実現する。

メモリ２２は、データを記憶するための記憶装置である。たとえば、メモリ２２は、ブレーキの不緩解を判定するための基準値を記憶する。メモリ２２に記憶するブレーキの不緩解を判定するための基準値は、１つである事に限定されるものではなく、各種の条件（例えば、気象条件、車両の速度など）に応じて複数の基準値を記憶するようにしても良い。また、メモリ２２には、各温度センサ１１（１１Ａ、１１Ｂ）が測定した各車輪の温度などの情報も記憶するようにしても良い。

通信部２３は、指令装置１４などの外部装置との通信を行うためのインターフェースである。通信部２３は、たとえば、車輪の温度上昇値が所定の基準値以上となった場合、ブレーキの不緩解を警報する情報を指令装置１４へ通知する。
インターフェース２４は、各温度センサ１１および物体検知センサ１２からの出力信号を受信する。インターフェース２４は、各温度センサ１１から温度を示す情報を取得し、各物体検知センサ１２から車輪の検知結果を示す情報を取得する。

次に、指令装置１４の構成について説明する。
図１に示す構成例において、指令装置１４は、制御部３１、通信部３２、信号機制御部３３、および表示部３４を有する。指令装置１４は、線路を走行する車両の管制を行うための装置である。たとえば、指令装置１４は、車両の運行を監視するための指令室などに設けられる。指令装置１４は、演算装置１３との通信機能及び信号機１５の制御などの機能を有するものであれば良く、一般的なコンピュータで実現できる。

制御部３１は、指令装置１４全体の制御を司る。制御部３１は、ＣＰＵなどのプロセッサ、ＲＡＭなどのワーキングメモリ、ＲＯＭなどのプログラムメモリを有し、プロセッサがプログラムを実行することにより様々なデータ処理機能を実現する。たとえば、制御部３１は、プロセッサがブレーキの不緩解を判定するためのプログラムを実行することにより、ブレーキの不緩解を判定する機能を実現する。
通信部３２は、演算装置１３などの外部装置との通信を行うためのインターフェースである。例えば、通信部３２は、演算装置１３からブレーキの不緩解を検出したことを通知（警告）する情報を受信する。

信号機制御部３３は、線路脇に設けた信号機１５を制御することにより、車両の通行を制御する機能を有する。例えば、演算装置１３からブレーキの不緩解が検知されたことを示す警報を受信した場合、制御部３１は、信号機制御部３３によって車両を停止させるための信号を信号機１５に表示（例えば、赤信号を点灯）させる。なお、図１に示す構成例では、信号機制御部３３が制御する信号機１５は、車両が本線に入る手前の位置に設けられている。

表示部３４は、警報或いは案内などを表示するものである。たとえば、演算装置１３からブレーキの不緩解が検出されたことを示す警報を受信した場合、制御部３１は、係員にブレーキの不緩解が検出されたことを警告する表示を表示部３４に表示するようにしても良い。また、指令装置１４には、係員にブレーキの不緩解が検出されたことを警告する警報を鳴らすためのスピーカを設けても良い。さらに、指令装置１４には、当該車両の運転装置あるいは車両の運転者が所持する携帯端末などに、ブレーキの不緩解が検出されたことを無線で通知するための無線通信部を設けても良い。

次に、車輪の温度を検知するための構成について説明する。
ブレーキ不緩解検知システムでは、レール上を通過する車両の車輪の温度を複数の測定位置で測定するため、温度センサ１１（１１Ａ、１１Ｂ）と物体検知センサ１２（１２Ａ、１２Ｂ）とのペアが複数の地点に設置される。車輪の温度の測定位置は、ブレーキの不緩解による車輪の温度上昇を判定できる間隔で２か所以上に設ける。各測定位置の間隔は、長ければ長いほど車輪温度の上昇傾向を正確に特定できるが、早期にブレーキの不緩解を検知するため、貨車が発車してから所望の範囲内で車輪の温度上昇を検知できるように設定する。例えば、ブレーキの不緩解による車輪の温度上昇を検知するためには、各測定位置の間隔が５０ｍ〜１００ｍ程度以上とすることが想定される。

また、ブレーキ不緩解の状態で本線を走行するのを防ぐためには、留置されていた鉄道車両（貨車）が本線に至るまでのヤード内の線路上でブレーキの不緩解を検知できるように、各温度センサ１１及び物体検知センサ１２を設置する。この場合、複数の車輪温度の測定位置は、車両の留置位置から本線までの線路長などの状態に応じて設定される。すなわち、留置位置から発車後の鉄道車両が本線の手前に設けた信号機１５の信号によって本線に至る前で確実に停止できるように（つまり、車両が信号機１５の前に至るまでの間にブレーキの不緩解が検知できるように）、各温度センサ１１及び物体検知センサ１２を設置するようにすれば良い。

図１に示す構成例では、２つの地点（地点Ａ、Ｂ）に、温度センサ１１（１１Ａ、１１Ｂ）と物体検知センサ１２（１２Ａ、１２Ｂ）とのペアが、それぞれ設置される。図１に示す構成例において、地点Ａに設置される温度センサ１１Ａと物体検知センサ１２Ａとは、レール上を通過する車輪の温度を測定位置Ｓａで測定するように設置される。また、図１に示す構成例において、地点Ｂに設置される温度センサ１１Ｂと物体検知センサ１２Ｂとは、レール上を通過する車輪の温度を測定位置Ｓｂで測定するように設置される。

地点Ａに設置した温度センサ１１Ａは、非接触で測定位置Ｓａのスポット的な温度を測定する。地点Ａに設置した物体検知センサ１２Ａは、測定位置Ｓａを通過する車輪（物体）を検知したときに出力信号の信号レベルが所定の閾値以上となる。温度センサ１１Ａは、物体検知センサ１２Ａが車輪を検知したタイミング（出力信号の信号レベルが閾値以上となっている間）で測定した温度を示す信号を出力する。これにより、温度センサ１１Ａは、測定位置Ｓａを通過する車輪の温度を示す信号を出力する。演算装置１３は、測定位置Ｓａでの各車輪の温度として、物体検知センサ１２Ａが車輪を検知したこと（物体検知センサ１２Ａの信号がＡｃｔｉｖｅになったこと）に同期して温度センサ１１Ａが出力する車輪の温度を示す情報を取得し、取得した車輪の温度を示す情報をメモリ２２に記録する。

また、地点Ｂに設置した温度センサ１１Ｂは、非接触で測定位置Ｓｂのスポット的な温度を測定する。地点Ｂに設置した物体検知センサ１２Ｂは、測定位置Ｓｂを通過する車輪（物体）を検知したときに出力信号の信号レベルが所定の閾値以上となる。温度センサ１１Ｂは、物体検知センサ１２Ｂが車輪を検知したタイミング（出力信号の信号レベルが閾値以上となっている間）で測定した温度を示す信号を出力する。これにより、温度センサ１１Ｂは、測定位置Ｓｂを通過する車輪の温度を示す信号を出力する。演算装置１３は、測定位置Ｓｂでの各車輪の温度として、物体検知センサ１２Ｂが車輪を検知したこと（物体検知センサ１２Ｂの信号がＡｃｔｉｖｅになったこと）に同期して温度センサ１１Ｂが出力する車輪の温度を示す情報を取得し、取得した車輪の温度を示す情報をメモリ２２に記録する。

次に、車輪の温度を測定する測定位置について説明する。
図２は、車輪の温度を検知する各測定位置の設定例を説明するための図である。
各温度センサ１１Ａ、１２Ａは、非接触でレール上における車輪の温度を検知する。このため、測定位置は、車両以外の車両構造物とレール面との間で、確実に車輪を測定対象とできるように設定される。つまり、車輪温度の測定位置は、レール面からの高さが車両構造物を考慮して設定される。図２に示す例では、車輪以外の車両構造物のレール面からの最低距離（車両以外の車両構造物とレール面との間隔）をＬ１とし、上側マージンをＬｍｈとし、下側マージンをＬｍｌとする。この場合、温度センサ１１および物体検知センサ１２は、測定位置がレール面からＬ１−Ｌｍｈ以下かつレール面からＬｍｌ以上の高さを測定の目標範囲となるように各地点に設置される。

次に、各温度センサ１１および各物体検知センサ１２の出力信号の例について説明する。
図３（ａ）は、地点Ａに設けた物体検知センサ１２Ａの出力信号の例であり、図３（ｂ）は、地点Ａに設けた温度センサ１１Ａが計測する温度情報の出力信号の例である。図３（ｃ）は、地点Ｂに設けた物体検知センサ１２Ｂの出力信号の例であり、図３（ｄ）は、地点Ｂに設けた温度センサ１１Ａが計測する温度情報の出力信号の例である。

物体検知センサ１２Ａは、物体（車輪）を検知した場合に出力信号の信号レベルが大きくなるものとし、物体検知センサ１２Ａの出力信号に対しては、車輪を検知した状態の信号を検出するための閾値を設定する。図３（ａ）では、ｎ個の車輪を有する車両が第１測定位置を通過した場合の物体検知センサ１２Ａの出力信号、および、第１測定位置で車輪を検知した状態であると判定するための閾値の例を示している。図３（ａ）に示す例では、物体検知センサ１２Ａの出力信号が閾値以上となる期間がｎ回存在し、これらがｎ個の車輪を検知したタイミングを示している。

これに対して、温度センサ１１Ａは、ペアで設置される物体検知センサ１２Ａの出力信号が車輪を検知している状態である間（つまり、出力信号が車輪を検知するための閾値を超えている間）、出力信号がアクティブになるように制御される。従って、温度センサ１１Ａは、物体検知センサ１２Ａにより検知される第１の測定位置を通過する各車輪の温度値を示す情報を断続的に出力する。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す物体検知センサの出力信号に対応する温度センサ１１Ａの出力信号の例を示している。図３（ａ）では、第１の測定位置でｎ個の車輪を検知するため、図３（ｂ）は、第１の測定位置を通過するときのｎ個の各車輪の温度を示すパルス状の信号が順番に出力される。

また、物体検知センサ１２Ｂの出力信号に対しても、車輪を検知した状態の信号を検出するための閾値が設定される。図３（ｃ）では、第１の測定位置を通過した後のｎ個の車輪を有する車両が第２測定位置を通過した場合の物体検知センサ１２Ａの出力信号を示している。図３（ｃ）に示す例では、物体検知センサ１２Ｂの出力信号が閾値以上となる期間がｎ回存在し、これらが第１測定位置を通過した後のｎ個の車輪を第２測定位置で検知したタイミングを示している。

これに対して、温度センサ１１Ｂは、ペアで設置される物体検知センサ１２Ｂの出力信号が車輪を検知している状態である間（つまり、出力信号が車輪を検知するための閾値を超えている間）、出力信号がアクティブになるように制御される。従って、温度センサ１１Ｂは、物体検知センサ１２Ｂにより検知される第２の測定位置を通過する各車輪の温度値を示す情報を断続的に出力する。図３（ｄ）は、図３（ｃ）に示す物体検知センサ１２Ｂの出力信号に対応する温度センサ１１Ａの出力信号の例を示している。図３（ｃ）では、第１測定位置を通過した後に第２の測定位置を通過するｎ個の車輪を検知するため、図３（ｄ）は、第２の測定位置を通過したときのｎ個の各車輪の温度を示すパルス状の信号が順番に出力される。

次に、ブレーキの不緩解の判定処理について説明する。
演算装置１３は、レール上を走行する車両に対して温度センサ１１Ａが第１計測位置で計測する各車輪の温度を示す情報をインターフェース２４により順番に取得する。また、演算装置１３は、第１測定位置を通過した後、さらにレール上を走行する車両に対して温度センサ１１Ｂが第２計測位置で計測する各車輪の温度を示す情報もインターフェース２４により順番に取得する。演算装置１３は、温度センサ１１Ａから取得する各車輪の温度を示す情報と温度センサ１１Ｂから取得する各車輪の温度を示す情報とをメモリ２２に記憶する。

例えば、ブレーキの不緩解を検知する対象とする車両がｎ個の車輪を有するものとする。当該車両におけるｎ個の車輪は、順番に第１測定位置を通過した後、第２の測定位置を順番に通過する。従って、温度センサ１１Ｂが第２の測定位置で計測した各車輪の温度Ｔｂ（Ｔｂ１、Ｔｂ２、Ｔｂ３、…、Ｔｂｎ）は、温度センサ１１Ａが第１の測定位置で計測した各車輪の温度Ｔａ（Ｔａ１、Ｔａ２、Ｔａ３、…、Ｔａｎ）と対応づけることができる。車輪ごとの対応づけに従って第２計測位置で計測した温度Ｔｂから第１計測位置で計測した温度Ｔａを減算すれば、第１計測位置から第２計測位置までの間における各車輪の温度上昇値（温度差）ΔＴ（Ｔｂ１−Ｔａ１＝ΔＴ１、Ｔｂ２−Ｔａ２＝ΔＴ２、Ｔｂ３−Ｔａ３＝ΔＴ３、…、Ｔｂｎ−Ｔａｎ＝ΔＴｎ）が算出される。

すなわち、制御部２１は、メモリ２２に記憶した第１測定位置で計測した温度（Ｔａ１、Ｔａ２、Ｔａ３、…、Ｔａｎ）と第２計測位置で計測した温度（Ｔｂ１、Ｔｂ２、Ｔｂ３、…、Ｔｂｎ）とを車輪ごとに対応づけて、温度差（ΔＴ１、ΔＴ２、ΔＴ３、…、ΔＴｎ）を計算する。温度差（ΔＴ１、ΔＴ２、ΔＴ３、…、ΔＴｎ）は、各車輪が第１測定位置から第２測定位置に移動するまで間における各車輪の温度の変化量（温度上昇値）を示す。

ブレーキが不緩解となっている車輪は、車両の走行にともなって急激な温度上昇が発生すると考えられるので、温度差（温度上昇値）によりブレーキの不緩解の有無が検出される。温度差がブレーキの不緩解を示す値であるか否かと判定するための基準値は、メモリ２２に記憶されるものとする。２点間の温度差からブレーキの不緩解を検知するための基準値は、第１の測定位置と第２の測定位置との間隔などに応じて決定されるべきものである。例えば、基準値は、実地試験などに基づいて設定される。基準値は、複数の測定位置で測定した温度の温度差に対する基準である。所定の測定位置間における温度差（温度の上昇値）では、季節などによる周辺温度の変化分をキャンセルできるため、周辺温度が変化する環境下であっても、ブレーキの不緩解を検出するための基準値を周辺温度に応じて大きく変動する必要はない。すなわち、本ブレーキ不緩解検知システムでは、季節などよる周辺温度の変動の影響を受けることが少なく、精度の高いブレーキ不緩解の検知を実現できる。

ただし、雨、雪などの気象条件によっては、ブレーキの不緩解により車輪に発生した熱が放熱される度合いが大きく変動する可能性がある。このため、メモリ２２には、雨、雪などの気象条件に対応した複数の基準値を記憶するようにしても良い。この場合、各測定位置周辺における雨、雪などの気象条件を検知する天候センサなどを設け、演算装置の制御部２１は、天候センサにより検知した気象条件に応じた基準値を選択的に使用するようにすれば良い。また、センサ１２の出力信号などから車両の速度は容易に測定（予測）できる。このため、メモリ２２には、車両の速度に応じた複数の基準値を記憶するようにしても良い。この場合、演算装置の制御部２１は、車両の速度に応じた基準値を選択的に使用するようにすれば良い。

ブレーキの不緩解の判定処理によりブレーキの不緩解を検出した場合、制御部２１は、ブレーキの不緩解が検知されたことを示す情報を出力する。たとえば、制御部２１は、指令装置１４に対して、ブレーキの不緩解が検出されたことを示す信号を出力し、指令装置１４により信号機１５に当該車両の停止を指示する信号を表示（点灯）させるようにしても良い。また、制御部２１は、指令装置１４に対してブレーキの不緩解を警告するような表示を行うようにしても良い。また、制御部２１は、無線通信などにより車両の運転室に設けられた機器にブレーキの不緩解が検知されたことを警告表示するようにしても良い。また、制御部２１は、無線通信などにより車両の運転者或いは管制官が所持する携帯端末にブレーキの不緩解が検知されたことを報知するようにしても良い。

次に、演算装置１３におけるブレーキの不緩解の判定処理を含む処理の流れについて説明する。
図４は、演算装置１３における処理の流れを説明するためのフローチャートである。
ここでは、ブレーキ不緩解の検知対象となる車両の各車輪が第１測定位置を通過した後に第２測定位置を通過するものとする。また、温度センサ１１Ａと物体検知センサ１２Ａとがペアで設置され、物体検知センサ１２Ａが第１測定位置で車輪を検知し、温度センサ１１Ａが第１測定位置での車輪の温度を測定するものとする。また、温度センサ１１Ｂと物体検知センサ１２Ｂとがペアで設置され、物体検知センサ１２Ｂが第２測定位置で車輪を検知し、温度センサ１１Ｂが第２測定位置での車輪の温度を測定するものとする。

このようなブレーキ不緩解検知システムにおいて、演算装置１３の制御部２１は、第１測定位置の物体（車輪）を検知する物体検知センサ１２Ａ、および、第２測定位置の物体（車輪）を検知する物体検知センサ１２Ｂの出力信号が車輪を検知している信号レベルであるか否かを監視する（ステップＳ１１、Ｓ２１）。

例えば、物体検知センサ１２Ａの出力信号が車輪を検知している信号レベルである場合、制御部２１は、第１測定位置に車輪が検知されていると判断する（ステップＳ１１、ＹＥＳ）。第１測定位置で車輪が検知されている場合（第１測定位置に車輪が存在している間）、制御部２１は、第１測定位置で車輪の温度を検知する温度センサ１１Ａが計測する車輪の温度を示す出力信号を取得する（ステップＳ１２）。温度センサ１１Ａから車輪の温度を示す出力信号を取得すると、制御部２１は、第１測定位置で計測された車輪の温度値を示す情報を第１車輪温度Ｔａとしてメモリ２２に記憶する（ステップＳ１３）。

また、物体検知センサ１２Ｂの出力信号が車輪を検知している信号レベルである場合、制御部２１は、第２測定位置に車輪が検知されていると判断する（ステップＳ２１、ＹＥＳ）。第２測定位置で車輪が検知されている場合（第２測定位置に車輪が存在している間）、制御部２１は、第２測定位置で車輪の温度を検知する温度センサ１１Ｂが計測する車輪の温度を示す出力信号を取得する（ステップＳ２２）。温度センサ１１Ｂから車輪の温度を示す出力信号を取得すると、制御部２１は、第２測定位置で計測された車輪の温度値を示す情報を第２車輪温度Ｔｂとしてメモリ２２に記憶する（ステップＳ２３）。

なお、制御部２１は、上記ステップＳ１１〜Ｓ１３の処理とステップＳ２１〜Ｓ２３の処理とをそれぞれ独立して実行するようにする。これにより、演算装置１３では、第１測定位置と第２測定位置とで同時に車輪が検知された場合（物体検知センサ１２Ａと物体検知センサ１２Ｂとが同時に車輪を検知した場合）であっても、それぞれの位置で計測した車輪の温度を取得できる。

第２測定位置で計測した車輪の温度を取得すると、制御部２１は、第２測定位置で計測された第２車輪温度Ｔｂとメモリ２２に記憶している第１車輪温度Ｔａとを対応づける（ステップＳ３１）。ここでは、車両が第１測定位置を通過した後に第２測定位置を通過することを前提している。このため、第２測定位置で温度が計測された車輪は、既に第１測定位置で温度を計測済みである。つまり、ある車輪の第２測定位置で計測された温度としての第２車輪温度Ｔｂには、同一車輪の第１測定位置で計測された温度として第１車輪温度Ｔａが対応づけられる。また、各車輪は、第１測定位置及び第２測定位置において、車両の進行方向に対して先頭の車輪から順番に検知される。従って、制御部２１は、検知された順番に第１車輪温度Ｔａと第２車輪温度Ｔｂとを対応づけることにより、車輪ごとに第１車輪温度Ｔａと第２車輪温度Ｔｂとを対応させる。

第２車輪温度Ｔｂと第１車輪温度Ｔａとを車輪ごとに対応づけると、制御部２１は、車輪ごとの第２車輪温度Ｔｂと第１車輪温度Ｔａとの温度差ΔＴを計算する（ステップＳ３２）。温度差ΔＴを計算すると、制御部２１は、計算した温度差ΔＴがブレーキの不緩解を判定するための基準値未満であるか否かを判断する（ステップＳ３３）。上述したように基準値は、メモリ２２に記憶されている。このため、制御部２１は、計算した温度差ΔＴとメモリ２２から読み出した基準値とを比較する。なお、種々の条件（例えば気象条件など）に応じた複数の基準値をメモリに記憶している場合、制御部２１は、現在の条件（気象条件など）に応じた基準値を選択する。

計算した温度差ΔＴが基準値未満であると判定した場合（ステップＳ３３、ＹＥＳ）、制御部２１は、ブレーキの不緩解の検知対象とする車両の全車輪について温度差ΔＴと基準値未満との比較判定が完了したか否かを判断する。基準値との比較判定が完了していない車輪が存在する場合（ステップＳ３４、ＮＯ）、制御部２１は、上記ステップＳ１１へ戻り、上述した処理を繰り返し実行する。また、基準値との比較判定が完了していない車輪が存在しない場合（全車輪について温度差と基準値との比較判定が完了した場合）（ステップＳ３４、ＹＥＳ）、制御部２１は、当該車両に対するブレーキの不緩解の検知処理を終了する。

また、計算した温度差ΔＴが基準値以上であると判定した場合（ステップＳ３３、ＮＯ）、制御部２１は、当該車輪におけるブレーキの不緩解を検出する（ステップＳ３５）。ブレーキの不緩解を検出した場合、制御部２１は、ブレーキの不緩解が検出されたことを指令装置１４などの外部装置へ通知（警告）する（ステップＳ３６）。これにより、ブレーキの不緩解が検出されたことが通知された指令装置１４は、当該車両を停止させるように信号機１５を制御したり、ブレーキの不緩解が検出されたことを指令室の係員あるいは当該車両の運転手に報知したりする処理を行う。

なお、上記ステップＳ３１〜Ｓ３６の処理は、第２測定位置での車輪の温度（第２車輪温度Ｔｂ）を取得するごとに実行するようにしても良いし、全車輪についての第２車輪温度Ｔｂをメモリ２２に記憶した後に各車両について順番に行うようにしても良い。

上述したように、実施形態に係るブレーキ不緩解検知システムでは、２箇所以上の測定位置に設置した温度センサと物体検知センサとにより複数の測定位置での各車輪の温度を測定し、複数の測定位置で測定した各車輪の温度の差分（温度上昇値）を計算し、計算した温度差（温度上昇値）が所定の基準値以上であるか否かによりブレーキの不緩解が検出されたか否かを判定する。

これにより、実施形態に係るブレーキ不緩解検知装置は、季節の変動による周囲温度の変動などの周辺環境の変動による影響を低減してブレーキ不緩解が検知できる。この結果、季節を問わず正確なブレーキの不緩解の検出が可能となる。また、複数地点での車輪の温度差は、季節などによる周囲温度の変動の影響が小さく、異常と判別するための基準温度（閾値）の設定を一意に決めやすい。この結果として、高精度なブレーキの不緩解を検出できる。

また、実施形態に係るブレーキ不緩解検知装置は、発車直後などのブレーキの不緩解があっても車輪の温度が上がりきらない場合（つまり、車両の走行距離が短いためにブレーキが不緩解であっても車輪の温度が低い状態）であっても、精度良くブレーキ不緩解を検知できる。例えば、ヤード内の車両が留意位置から本線に至るまでの区間内でもブレーキの不緩解も検出しやすい。

また、実施形態に係るブレーキ不緩解検知装置は、車両側には構成を追加することなく、地上側のシステム構成で実現できる。たとえば、本実施形態に係るブレーキ不緩解検知システムは、地上側の複数地点に車輪の温度を測定するための複数の非接触の温度センサを設置し、それらの温度センサの出力を演算装置で処理する構成である。このため、車両側に車輪の温度を計測するための新たな構成を追加したり、特殊な設備を設置したりするなどの対応も不要である。このため、実施形態に係るブレーキ不緩解検知システムは、低コストかつ容易に設置できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Ｓａ…第１測定位置、Ｓｂ…第２測定位置、Ｔｂ…温度（第１車輪温度）、Ｔａ…温度（第２車輪温度）、ΔＴ…温度差（温度変化値）、１１（１１Ａ、１１Ｂ）…温度センサ、１２（１２Ａ、１２Ｂ）…物体検知センサ、１３…演算装置、１４…指令装置、１５…信号機、２１…制御部、２２…メモリ、２３…通信部、２４…インターフェース、３１…制御部、３２…通信部、３３…信号機制御部、３４…表示部。

Claims (6)

1. レール上を通過する車両の車輪の温度を第１計測位置で測定する第１の温度センサと、
   前記レール上を通過する前記車輪の温度を前記第１計測位置より後段の第２計測位置で測定する第２の温度センサと、
   前記第２の温度センサが計測する前記車輪の温度と前記第１の温度センサが計測する前記車輪の温度との温度差を計算する計算部と、
   前記計算部により計算した前記温度差がブレーキの不緩和を検知する基準値以上であるか否かによるブレーキの不緩解の有無を検出する判定部と、
   を有するブレーキ不緩解検知装置。
2. さらに、前記第１計測位置に車輪が存在することを検知する第１の物体検知センサと、
   前記第２計測位置に車輪が存在することを検知する第２の物体検知センサと、を有し、
   前記第１の温度センサは、前記第１の物体検知センサが車輪を検知している間、当該車輪の温度を出力し、
   前記第２の温度センサは、前記第２の物体検知センサが車輪を検知している間、当該車輪の温度を出力する、
   前記請求項１に記載のブレーキ不緩解検知装置。
3. さらに、前記判定部により前記温度差が前記基準値以上であると判定した場合、前記車両を停止させるための信号を出力する出力部を有する、
   前記請求項１又は２の何れか１項に記載のブレーキ不緩解検知装置。
4. さらに、前記判定部により前記温度差が前記基準値以上とあると判定した場合、前記車両に停止を指示する信号を信号機に点灯させるための信号を出力する出力部を有する、
   前記請求項１又は２の何れか１項に記載のブレーキ不緩解検知装置。
5. 前記出力部は、前記判定部により前記温度差が前記基準値以上であると判定した場合、前記ブレーキの不緩解が検出されたことを示す警報を出力する、
   前記請求項３又は４の何れか１項に記載のブレーキ不緩解検知装置。
6. レール上を通過する車両の車輪の温度を第１計測位置で測定し、
   前記レール上を通過する前記車輪の温度を前記第１計測位置より後段の第２計測位置で測定し、
   前記第２測定位置で計測した前記車輪の温度と前記第１計測位置で計測した前記車輪の温度との温度差を計算し、
   前記計算した前記温度差がブレーキの不緩和を検知する基準値以上であるか否かによりブレーキの不緩解の有無を検出する、
   ブレーキ不緩解検出方法。

Images