JP5173371B2 - 車両用ホーム検出装置 - Google Patents
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Description
そこで、従来、車両に設けられたホーム検知器により駅のホームを検知し、駅のホームが検知されなかった場合には、所定のドアを開けないように制御している(例えば、特許文献1参照)。
しかし、この検出装置では、ホーム側面に凹凸があるなどのホーム側面の状態により、照射された超音波が乱反射してしまい、センサによる正確な検出が行われないため、ドアの開閉動作が正しく行われないおそれがある。そのため、列車がホームの正しい位置に停車した場合であっても、ホーム検出が正しく行われず、ドアの開操作が行われない場合があった。
このような車両用ホーム検出装置によれば、連続する10個分の検知データの全体から、ホーム検出可又はホーム検出不可を判定するため、例えば一つ分の検知データが誤りであったとしても、その誤差を吸収することができ、精度よく判定することができる。
本発明は、車両に設けられ、決められたサンプリング周期でホームの側面を検知するセンサを備え、前記センサによって検知された複数の検知データのうち、連続する所定数の検知データを抽出し、前記抽出された所定数の検知データのうち、あらかじめ決められた数を超えた検知データが検知可である場合に、ホーム検出可と判定する車両用ホーム検出装置であって、前記ホーム検出可と判定した場合、その判定結果を、前記サンプリング周期を超えた保持時間だけ保持し、前記保持時間の最大は、前記センサから前記車両のドアまでの距離と、前記車両の最大減速度とに基づいて定められる時間であることを特徴とする。
車両用ホーム検出装置1は、列車内に設けられるものである。
この車両用ホーム検出装置1は、センサ3と制御部9とを備えている。
センサ3は、例えば、送受信兼用の超音波センサであり、送信部5と受信部7とを有する。
送信部5は、超音波を発振する。
受信部7は、送信部5から発振された超音波がホームに当たり、反射した反射波を、決められた所定のサンプリング間隔で受信する。そして、受信部7は、反射波信号を制御部9へ出力する。
制御部9は、送信部5による超音波の発振制御、受信部7による反射波の受信制御(サンプリング)を行う。また、制御部9は、受信部7により受信された反射波に基づいてホーム検出判定処理等を行う。すなわち、制御部9は、受信部7から出力された反射波信号から「検知可」「検知不可」の数をカウントし、その結果に基づいて、ホーム検出可又はホーム検出不可のいずれかを判定する。そして、制御部9は、その判定処理結果をドア開閉制御装置11や報知装置13に出力する。
報知装置13は、ホーム検出装置1から出力された判定処理結果を、音声、画像、映像等によって出力する装置であり、列車の運転士又は車掌が、報知装置13の出力を確認し、ドア開閉制御装置11の制御やその他の動作を行う。
図2に示す車両編成では、各車両のうちの両端の車両の左右の側面にセンサ3が設けられる。センサ3は、各設置箇所に複数設けられてもよい。また、制御部9は、センサ3の設置箇所ごとに設置されてもよいし、両端の車両ごとに設置されてもよい。
図2において、車両の進行方向Fに対して左側(L側)に設置されたセンサ3から超音波が発振されても、ホームがないため、発振波の反射波はなく、L側のセンサ3は反射波を検出しない。一方、進行方向に対して右側(R側)に設置されたセンサ3から発振された超音波は、ホーム2の側面において反射し、R側のセンサ3は、その反射波を検知する。
以下に、反射波の検知による車両用ホーム検出処理を説明する。
まず、車両が駅のホームに入ると、運転士などの操作により、制御部9の制御のもと送信部5が超音波を発振する。受信部7は、超音波がホーム2の側面に当たって反射した反射波を、Δt(例えばΔt=40[ms])のサンプリング周期で検知する。図3では、受信部7が反射波を検知した場合(すなわち、検知可信号を出力した場合)を「○」、検知しなかった場合(すなわち、検知不可信号を出力した場合)を「×」として反射波検知結果(反射波検知データ)を示す。制御部9は、これら反射波検知結果の中から、時系列に連続して検知した予め決めたられた所定数n(例えば、n=10)個分の反射波検知結果を抽出し、これらの反射波検知結果に基づいて、ホーム検出の可否を判定する(ホーム検出判定結果)。この判定間隔はΔtである。
そして、制御部9は、抽出した10個分の反射波検知結果を、時間経過に合わせて、1サンプルずつ順次シフトさせていく。すなわち、制御部9は、最初の1サンプルを削除するとともに、新たに1サンプル追加して、シフトした10個分の反射波検知結果に基づいて順次判定していく。
制御部9は、n個の反射波検知結果を抽出し、これら反射波検知結果のうち、反射波を検知した結果「○」が50%を超える場合に、ホーム検出判定結果として「ホーム検出可」すなわち「Y」であると判定し、反射波を検知した結果「○」が50%以下である場合には、ホーム検出判定結果として「ホーム検出不可」すなわち「N」であると判定する。
例えば、図3に示すA1群の10個の反射波検知結果のうち、「×」が7個で、「○」が3個であり、「○」の数が50%以下であるから、ホーム検出判定結果は「N」となる。同様に、A2群の反射波検知結果は「×」が6個で「○」が4個であり、ホーム検出判定結果は「N」となり、A3群の反射波検知結果は「×」が5個で「○」が5個であり、ホーム検出判定結果は「N」となる。
このように所定数nの反射波検知結果に基づいて、ホーム検出の可否を判定することによって、反射波検知結果に局所的にばらつきがある場合でも、ホーム検出判定を行うことができる。
図4に示す、B1群の10個の反射波検知結果のうち、「○」が6個で、「×」が4個であるから、上記と同様に、ホーム検出判定結果は「Y」となる。また、B2群の反射波検知結果は「×」が5個で「○」が5個であるから、ホーム検出判定結果は「N」となる。このようにB2群の判定のような場合(「○」が5個、「×」が4個の状態で、新たな1サンプルが追加される場合)、新たに追加される反射波検知結果によって「○」の数が過半数を超えるか否かが決まることになる。
したがって、10個の反射波検知結果に基づいて判定するとしても、ホームからの乱反射やノイズ等の他の要因により、反射波検知結果が誤って「×」になると、本来は「Y」と判定すべきであるにもかかわらず、誤った新たな1サンプルによって、ホーム検出判定結果として「N」と判定してしまうおそれが生じる。すなわち、10個分の反射波検知結果の過半数によってホームを判定することにより、ホーム検知の精度の向上にある程度は寄与するものの、新たな1サンプルの検知結果によって過半数か否かが決まるような場合においては、当該新たな1サンプルの誤差によってホーム検出判定結果が変わってしまうことになる。このような場合に、ホーム検知の不安定な状態が生じてしまう。
図5に示すように、列車の速度が5[km/h]以下になってから発生した不検知現象、即ち、ホーム検出判定結果が「N」である状態の継続時間は、0.5秒以内が約70%、1.5秒以内で90%であり、また最大では、2.8秒続くことが観察された。
例えば、制御部9は、図4に示すB1群の反射波検知結果によるホーム検出判定結果の「Y」を時間tだけ保持し、制御部9からの「ON」出力を時間tだけ保持して出力する。そのため、時刻T2においてドア開閉制御部11にドア開操作が指示された場合であっても、ドアを開くことができる。
図6は、列車に対するセンサの設置位置を示す図である。実際の列車では、センサは先頭車両(両端の車両)の先端部に設置され、センサ設置位置と先頭車両の1番目のドア31−1との距離はLとなる。ドアを開けるのは列車が停車した時(速度=0)とし、列車の最大減速度をαとすると、距離Lは、以下の式で求められる。
距離L = (1/2)×α×t2
これにより、保持時間tの最大値tmaxは
tmax = √(2L / α)
として求めることができる。
これは、最大減速ブレーキをかけて停車した際、最初のドア31−1の位置がホームから外れない時間であり、乗客の安全が確保される時間である。
なお、最大減速度とは、最大減速ブレーキをかけたときの列車の減速度をいうものである。
保持時間tの最小値tminは
tmin = Δt × n
で、表される。ここで、nは、サンプルデータ数、即ち、ホーム検出判定結果を判定するための反射波検知結果のデータ数nである。
この保持時間の最小値は、実際の列車走行で測定したデータを基にして求められた、センサ3がホームの側面を連続して検出しない(連続して検出付加信号を出力する)不検出継続時間に相当する。
また、本実施の形態におけるセンサ3は、送信部5と受信部7とが一体となっていたが、別々となっていてもよい。
また、本実施の形態では、センサ3として超音波センサを例に説明したが、赤外線などの光線や電磁波などを発振、検知するセンサであってもよい。
2………ホーム
3………センサ
5………送信部
7………受信部
9………制御部
11………ドア開閉制御装置
13………報知装置
31、31−1………ドア
Claims (3)
- 車両に設けられ、決められたサンプリング周期でホームの側面を検知するセンサを備え、前記センサによって検知された複数の検知データのうち、連続する所定数の検知データを抽出し、前記抽出された所定数の検知データのうち、あらかじめ決められた数を超えた検知データが検知可である場合に、ホーム検出可と判定する車両用ホーム検出装置であって、
前記ホーム検出可と判定した場合、その判定結果を、前記サンプリング周期を超えた保持時間だけ保持し、
前記保持時間の最大は、
前記センサから前記車両のドアまでの距離と、前記車両の最大減速度とに基づいて定められる時間であることを特徴とする車両用ホーム検出装置。 - 前記保持時間の最小は、
前記センサが前記ホームの側面を連続して検出しない不検出継続時間であることを特徴とする請求項1に記載の車両用ホーム検出装置。 - 車両に設けられ、決められたサンプリング周期でホームの側面を検知するセンサを備え、前記センサによって検知された複数の検知データのうち、連続する所定数の検知データを抽出し、前記抽出された所定数の検知データのうち、あらかじめ決められた数を超えた検知データが検知可である場合に、ホーム検出可と判定する車両用ホーム検出装置であって、
前記ホーム検出可と判定した場合、その判定結果を、前記サンプリング周期を超えた保持時間だけ保持し、
前記保持時間の最小は、
前記センサが前記ホームの側面を連続して検出しない不検出継続時間であることを特徴とする車両用ホーム検出装置。
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