JP5511593B2

JP5511593B2 - 列車停止位置検知装置

Info

Publication number: JP5511593B2
Application number: JP2010191908A
Authority: JP
Inventors: 初上野; 雅弘山口; 浩梶原; 悟司山下
Original assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2010-08-30
Filing date: 2010-08-30
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2030-08-30
Also published as: JP2012046123A

Description

この発明は、列車が駅の定位置停止範囲内に在線しているか否を判定する列車停止位置検知装置、特に検知精度の向上に関するものである。

列車の制御システムは自動列車制御装置（以下、ＡＴＣ装置という）と自動列車運転制御装置（以下、ＡＴＯ装置という）を利用して運転操作等を自動化するとともに安全度の向上が図られている。ＡＴＣ装置を利用した運転方式では、軌道回路や軌道に沿って閉塞区間毎に設けたＡＴＣル−プにＡＴＣ地上装置から送られたＡＴＣ信号を列車の先頭車両に設けた受電器やＡＴＣアンテナで受信し、受信したＡＴＣ信号に基づき列車の速度を自動的に制限速度以下に制御している。このＡＴＣ装置として、近年は、多くの情報を伝送することができるデジタル式ＡＴＣ装置が採用されている。このデジタル式ＡＴＣ装置を採用することにより多現示化，多機能化が可能になり、速度制御以外の他の機能が実現可能となってきている。

また、列車の定速度制御や定位置停止，ドア開閉などの運転操作を自動的に制御するデジタル式ＡＴＯ装置を採用することにより多機能化が可能になり、速度制御以外の他の機能が実現可能となっている。この列車を定位置に停止させるために、トランスポンダを利用した列車の停止位置検出装置が特許文献１等に開示されている。

特許文献１に示された列車停止位置検出装置の地上子４０は、図９（ａ）に示すように、列車の進行方向に沿って３個の電力波受信アンテナコイル４１ａ，４１ｂ，４１ｃを配置し、図９（ｂ）に示すように、車上子から送信している電力波を電力波受信アンテナコイル４１ａ、４１ｂ、４１ｃで受信したときの受信レベルＬａ，Ｌｂ，Ｌｃが閾値Ｌｓを超えているか否かにより列車の位置を判断し、電力波受信アンテナコイル４１ａの受信レベルＬａだけが閾値Ｌｓを超えている場合は、列車が所定の停止位置より手前の位置（ショート位置）にあると判定し、電力波受信アンテナコイル４１ｂの受信レベルＬｂだけが閾値Ｌｓを超えている場合は、列車が所定の停止位置（ジャスト位置）にあると判定し、電力波受信アンテナコイル４１ｃの受信レベルＬｃだけが閾値Ｌｓを超えている場合は、列車が所定の停止位置を超えた位置（オーバ位置）にあると判定している。

また、複数の車両検出センサを利用した列車の停止位置検出装置が特許文献２に開示されている。特許文献２に示された列車停止位置検出装置は、第１の車両検出センサをプラットホームの列車停止位置より手前で、一車両分の車両長より短い距離の位置に設け、１又は複数の第２の車両検出センサを列車停止位置近くに設け、列車の先頭車両が第１の車両検出センサを通過したときから第２の車両検出センサを通過するまでの時間から、その間の平均速度を検出するとともに先頭車両が第２の車両検出センサを通過するときの平均速度を検出し、第１の車両検出センサと第２の車両検出センサとの間の平均速度が所定値以内であり、かつ第２の車両検出センサを通過するときの平均速度が所定値以内であるとき列車が定位置に停止すると予測している。

トランスポンダは高価であり、列車の定位置停止確認のためトランスポンダを設置するためには多くの費用を必要とする。また、複数の列車検出センサを使用すると、列車検出センサの設置が複雑であるとともに列車が定位置に停止したかどうかを予測するため、ある程度の定位置停止の判定誤差は不可避である。

この発明は、このような問題を解消し、簡単な構成と処理で列車の定位置停止位置に在線していることを確認できる列車停止位置検知装置を提供することを目的とするものである。

この発明の列車停止位置検知装置は、測距装置と処理装置とを有し、前記測距装置は、駅のプラットホーム上の所定の位置に、車両連結部の両側の車両の屋根又は側面に向けて設置され、列車の定位置停止位置を含む範囲に放射ビームを最大走査角度で扇状に走査し、最大走査角度の中心をセンサ基準線とした車両連結部の両側の車両のエッジ部までの走査角度と放射ビームの走査開始位置であるセンサ基準位置から車両連結部の両側の車両のエッジ部までの距離を前記処理装置に出力し、前記処理装置は、前記測距装置から入力した前記エッジ部までの距離と走査角度から列車の定位置停止範囲の列車進行方向の中心である定位置基準位置に対する前記車両連結部の両側の車両のエッジ部の列車進行方向の位置を算出し、算出した前記定位置基準位置に対する前記エッジ部の位置から列車が定位置に在線しているか否を判定することを特徴とする。

この発明の他の列車停止位置検知装置は、測距装置と処理装置とを有し、前記測距装置は、駅のプラットホーム上の所定の位置に、車両連結部の両側の車両の屋根又は側面に向けて設置され、列車の定位置停止位置を含む範囲に放射ビームを最大走査角度で扇状に走査し、最大走査角度の中心をセンサ基準線とした車両連結部の両側の車両のエッジ部までの走査角度と放射ビームの走査開始位置であるセンサ基準位置から車両連結部の両側の車両及び車両連結部までの距離を前記処理装置に出力し、前記処理装置は、前記測距装置の走査範囲内の車両までの距離の領域の定位置停止位置に対応する範囲に定位置判定パターンと、該定位置判定パターンの列車進行方向の前後の範囲にショート位置判定パターンとオーバー位置判定パターンとがあらかじめ設けられ、前記測距装置から入力する走査角度毎の列車までの距離とあらかじめ設定されたショート位置判定パターンと定位置判定パターンとオーバー位置判定パターンを照合し、各パターン上に列車が検出されるか否により、列車が定位置に在線しているか否を判定することを特徴とする。

前記ショート位置判定パターンとオーバー位置判定パターンは、それぞれ第１の判定パターンと第２の判定パターンを有し、前記第１の判定パターンは車両連結部の凹部に対応する位置に設けられ、第２の判定パターンは車両連結部の連結面に対応する位置に設けられていることが望ましい。

また、前記測距装置は、センサ基準位置は前記定位置基準位置を含む列車進行方向と直交する定位置基準面上に設置されていることが望ましい。

この発明は、放射ビームを走査して放射ビームの走査開始位置であるセンサ基準位置から車両連結部の両側の車両のエッジ部に対する走査角度とエッジ部までの距離を測定し、測定したエッジ部までの走査角度と距離から列車の定位置停止範囲の列車進行方向の中心である定位置基準位置に対する車両連結部の両側の車両のエッジ部の列車進行方向の位置を算出し、算出した定位置基準位置に対するエッジ部の位置から列車が定位置に在線しているか否を判定するから、トランスポンダや複数の列車検出センサを使用しないで簡単な構成で列車が定位置に在線しているか否を確認することができ、トランスポンダが設置されていない駅のプラットホーム４にもホーム柵等の安全装置を設置することができる。また、車両連結部の間隔はばらつきがあるが、車両連結部の両側の車両のエッジ部の位置を測定することにより車両連結部のばらつきの影響を受けないですむ。

また、測距装置の走査範囲内の車両までの距離の領域の定位置停止位置に対応する範囲に定位置判定パターンと、定位置判定パターンの列車進行方向の前後の範囲にショート位置判定パターンとオーバー位置判定パターンとをあらかじめ設けておき、測距装置から入力する走査角度毎の列車までの距離とあらかじめ設定されたショート位置判定パターンと定位置判定パターンとオーバー位置判定パターンを照合し、各パターン上に列車が検出されるか否により、列車が定位置に在線しているか否を判定することにより、列車が定位置に在線しているか否を簡単な構成で検出することができる。

この発明の列車停止位置検知装置の構成を示すブロック図である。光測距装置の配置を示す斜視図である。定位置停止範囲に対する光測距装置の配置図である。定位置在線判定処理を示す模式図である。他の定位置在線判定処理を示す模式図である。この発明の第２の列車停止位置検知装置の構成を示すブロック図である。第２の列車停止位置検知装置における光測距装置の走査範囲に対応して設けた位置判定パターンの配置図である。第２の列車停止位置検知装置の定位置在線判定処理の状態を示す模式図である。従来のトランスポンダを使用した列車停止位置検出装置の構成図である。

図１はこの発明の列車停止位置検知装置の構成を示すブロック図である。図に示すように、列車停止位置検知装置１は、光測距装置２と処理装置３を有し、図２の配置図に示すように、駅のプラットホーム４に停止した列車の車両間の位置、例えば１両目の車両５ａと２両目の車両５ｂの連結部６の位置を検出して列車が所定の停止位置範囲（以下、定位置停止位置という）に在線しているかどうかを確認するものである。光測距装置２は、例えばレーザビームを鏡面に当て、この鏡面を回転振動させることにより、図３に示すように、レーザビームをあらかじめ設定された最大走査角度θで扇状に走査し、最大走査角度θを微小単位走査角度毎に多分割し、単位走査角度毎に距離を測定して、最大走査角度θの中心をセンサ基準線として単位走査角度毎の距離を出力するものであり、図２に示すように、駅のプラットホーム４の屋根７の列車の定位置停止範囲の列車進行方向の中心である定位置基準位置を含む列車進行方向と直交する定位置基準面上の位置に、車両５ａ，５ｂの屋根又は側面に向けて設置されている。

処理装置３は、エッジ検出部３１と演算処理部３２と位置判定部３３及び列車位置出力部３４を有する。エッジ検出部３１は光測距装置２から出力される走査角度毎の距離データを入力し、入力した距離データの変化から１両目の車両５ａと２両目の車両５ｂの連結部６におけるエッジ部を検出し、車両５ａ，５ｂのエッジ部の走査角度と距離を演算処理部３２に出力する。演算処理部３２はエッジ検出部３１から入力したエッジ部の走査角度と距離により列車の定位置停止範囲の列車進行方向の中心である定位置基準位置に対する１両目の車両５ａと２両目の車両５ｂの連結部６におけるエッジ部の位置を算出して位置判定部３３に出力する。位置判定部３３は演算処理部３２から入力した定位置停止位置の基準位置に対する１両目の車両５ａと２両目の車両５ｂの連結部６におけるエッジ部の位置から列車が定位置停止位置に在線しているか否を判定して列車位置出力部３４に出力する。列車位置出力部３４は位置判定部３３から入力する判定結果をホーム柵装置や列車制御装置に出力する。

この列車停止位置検知装置１において、例えば図３の配置図に示すように、光測距装置２を、最大走査角度θの中心であるセンサ基準位置が列車の定位置停止範囲の列車進行方向の中心である定位置基準位置を含む列車進行方向と直交する定位置基準面Ｅ上にあるように配置したときに列車が定位置停止位置に在線しているか否を確認するときの処理を、図４の模式図を参照して説明する。

列車の在線位置を検出するとき、光測距装置２はレーザビームの走査を開始し、単位走査角度毎に列車までの距離を測定して、単位走査角度毎の距離データを処理装置３に出力する。処理装置３のエッジ検出部３１は光測距装置２から入力する走査角度毎の距離データの変化から１両目の車両５ａの２両目の車両５ｂの連結部６における１両目の車両５ａのエッジ部Ａと２両目の車両５ｂのエッジ部Ｂを検出し、エッジ部Ａの走査角度αとセンサ基準位置Ｏからエッジ部Ａまでの距離ｄ１と、エッジ部Ｂの走査角度βとセンサ基準位置Ｏからエッジ部Ｂまでの距離ｄ２を演算処理部３２に出力する。演算処理部３２は、入力した１両目の車両５ａのエッジ部Ａの走査角度αとセンサ基準位置Ｏからエッジ部Ａまでの距離ｄ１からセンサ基準線ＯＣ、すなわち定位置基準面Ｅと１両目の車両５ａのエッジ部Ａの距離Ｘ１を算出し、２両目の車両５ｂのエッジ部Ｂの走査角度βとセンサ基準位置Ｏからエッジ部Ｂまでの距離ｄ２からセンサ基準線ＯＣと２両目の車両５ｂのエッジ部Ｂの距離Ｘ２を算出して位置判定部３３に出力する。位置判定部３３は入力した距離Ｘ１と距離Ｘ２を比較し、距離Ｘ１と距離Ｘ２が一致している場合は列車が定位置に在線していると判定し、距離Ｘ１が距離Ｘ２より大きい場合は列車が所定の停止位置を越えた位置（オーバー位置）に在線していると判定し、距離Ｘ１が距離Ｘ２より小さい場合は列車が所定の停止位置より手前の位置（ショート位置）に在線していると判定する。

このようにしてトランスポンダや複数の列車検出センサを使用しないで、簡単な構成で列車が定位置停止位置に在線しているか否を確認することができ、トランスポンダが設置されていない駅のプラットホーム４にもホーム柵等の安全装置を設置することができる。また、１両目の車両５ａと２両目の車両５ｂの連結部６の間隔Ｌはばらつきがある。このため例えば１両目の車両５ａのエッジ部Ａの位置だけを測定した場合は連結部６のばらつきを吸収できないが、１両目の車両５ａのエッジ部Ａと２両目の車両５ｂのエッジ部Ｂの位置を検出することにより連結部６のばらつきを吸収することができる。

前記説明では光測距装置２を、最大走査角度θの中心であるセンサ基準位置Ｏが定位置基準面Ｅ上にあるように配置した場合について説明したが、図５の模式図に示すようにセンサ基準位置Ｏを定位置基準面Ｅより列車進行方向の前後にずらして光測距装置２を配置しても良い。

この場合、定位置基準面Ｅとセンサ基準線ＯＣと距離Ｘと、センサ基準線ＯＣと１両目の車両５ａのエッジ部Ａの距離Ｘ１及びセンサ基準線ＯＣと２両目の車両５ｂのエッジ部Ｂの距離Ｘ２を使用して定位置基準面Ｅとエッジ部Ａとの距離及び定位置基準面Ｅとエッジ部Ｂとの距離を算出して比較することにより、列車が定位置停止位置に在線しているか否を検出することができる。

前記説明では定位置基準面Ｅと１両目の車両５ａのエッジ部Ａの距離と、定位置基準面Ｅと２両目の車両５ｂのエッジ部Ｂの距離を比較して列車が定位置に在線しているか否を判定する場合について説明したが、１両目の車両５ａと２両目の車両５Ｂの連結部６の位置を検出してパターン比較により列車が定位置に在線しているか否を判定する列車停止位置検知装置１ａについて説明する。

列車停止位置検知装置１ａの処理装置３ａは、図６のブロック図に示すように、パターン判定部３５と列車位置出力部３４を有し、光測距装置２はセンサ基準位置Ｏが定位置基準面Ｅ上にあるように配置されている。処理装置３のパターン判定部３５には、図７に示すように、光測距装置２の走査範囲内で車両の定位置停止位置に対応する範囲に定位置判定パターン８Ｃが設けられ、その列車進行方向の前後の範囲にショート位置判定パターン８Ａ，８Ｂとオーバー位置判定パターン８Ｄ，８Ｅとがあらかじめ設けられている。このショート位置判定パターン８Ａ，８Ｂとオーバー位置判定パターン８Ｄ，８Ｅのうちショート位置判定パターン８Ｂとオーバー位置判定パターン８Ｄは１両目の車両５ａと２両目の車両５ｂの連結部６の凹部に対応し、ショート位置判定パターン８Ａとオーバー位置判定パターン８Ｅは連結部６の連結部に対応している。そしてパターン比較部３５は光測距装置２から入力する走査角度毎の列車までの距離とあらかじめ設定されたショート位置判定パターン８Ａ，８Ｂと定位置判定パターン８Ｃとオーバー位置判定パターン８Ｄ，８Ｅを照合し、各パターン上に列車が検出されるか否により、列車が定位置に在線しているか否を判定する。

すなわち、図８（ａ）に示すように、１両目の車両５ａがショート位置判定パターン８Ａ，８Ｂと定位置判定パターン８Ｃ及びオーバー位置判定パターン８Ｄ，８Ｅの位置に達して１両目の車両５ａと２両目の車両５ｂの連結部６が定位置停止位置より列車の進行方向の後方にあり、図７（ａ）に示すように、１両目の車両５ａの位置をショート位置判定パターン８Ｂと定位置判定パターン８Ｃ及びオーバー位置判定パターン８Ｄ上で検出したとき、列車がショート位置に在線していると判定する。また、図８（ｂ）に示すように、１両目の車両５ａの位置をショート位置判定パターン８Ｂ上で検出しなく、１両目の車両５ａと２両目の車両５ｂの連結部６の連結面の位置をショート位置判定パターン８Ａ上で検出し、１両目の車両５ａの位置を定位置判定パターン８Ｃとオーバー位置判定パターン８Ｄ上で検出したとき、列車がショート位置に在線していると判定する。このように１両目の車両５ａの位置をショート位置判定パターン８Ｂ上で検出しないで１両目の車両５ａと２両目の車両５ｂの連結部６の連結面の位置をショート位置判定パターン８Ａ上で検出することにより連結部６の位置を確実に検出することができる。

また、図８（ｃ）に示すように、１両目の車両５ａと２両目の車両５ｂの連結部６が定位置停止位置にあり、図７（ｂ）に示すように、２両目の車両５ｂの位置をショート位置判定パターン８Ｂで検出し、１両目の車両５ａと２両目の車両５ｂ及び連結部６の位置を定位置判定パターン８Ｃ上で検出し、１両目の車両５ａの位置をオーバー位置判定パターン８Ｄ上で検出したとき、列車が定位置停止位置に在線していると判定する。このとき定位置判定パターン８Ｃ上で１両目の車両５ａと２両目の車両５ｂの間の連結部６とその幅を確認することができる。

また、図８（ｄ）に示すように、２両目の車両５ａの位置をショート位置判定パターン８Ｂと定位置判定パターン８Ｃ上で検出し、オーバー位置判定パターン８Ｄ上で車両の位置を検出しなく、１両目の車両５ａと２両目の車両５ｂの連結部６の連結面の位置をオーバー位置判定パターン８Ｅ上で検出しているとき、列車がオーバー位置に在線していると判定する。また、図８（ｅ）に示すように、２両目の車両５ａの位置をショート位置判定パターン８Ｂと定位置判定パターン８Ｃ及びオーバー位置判定パターン８Ｄ上で検出しているとき、列車がオーバー位置に在線していると判定する。

このように進行しているとき及び停止しているとき、光測距装置２で１両目の車両５ａと２両目の車両５ｂ及び連結部６の位置を検出し、検出した１両目の車両５ａと２両目の車両５ｂ及び連結部６の位置がショート位置判定パターン８Ａ，８Ｂと定位置判定パターン８Ｃ及びオーバー位置判定パターン８Ｄ，８Ｅ上にあるかどうかを判定することにより、列車が定位置に在線しているか否を簡単な構成で検出することができる。

１；列車停止位置検知装置、２；光測距装置、３；処理装置、
４；プラットホーム、５；車両、６；連結部、７；屋根、３１；エッジ検出部、
３２；演算処理部、３３；位置判定部、３４；列車位置出力部、
３５；パターン判定部。

特開２００１−１５１１１２号公報特開平６−２７８５９９号公報

Claims

測距装置と処理装置とを有し、
前記測距装置は、駅のプラットホーム上の所定の位置に、車両連結部の両側の車両の屋根又は側面に向けて設置され、列車の定位置停止位置を含む範囲に放射ビームを最大走査角度で扇状に走査し、最大走査角度の中心をセンサ基準線とした車両連結部の両側の車両のエッジ部までの走査角度と放射ビームの走査開始位置であるセンサ基準位置から車両連結部の両側の車両のエッジ部までの距離を前記処理装置に出力し、
前記処理装置は、前記測距装置から入力した前記エッジ部までの距離と走査角度から列車の定位置停止範囲の列車進行方向の中心である定位置基準位置に対する前記車両連結部の両側の車両のエッジ部の列車進行方向の位置を算出し、算出した前記定位置基準位置に対する前記エッジ部の位置から列車が定位置に在線しているか否を判定することを特徴とする列車停止位置検知装置。
測距装置と処理装置とを有し、
前記測距装置は、駅のプラットホーム上の所定の位置に、車両連結部の両側の車両の屋根又は側面に向けて設置され、列車の定位置停止位置を含む範囲に放射ビームを最大走査角度で扇状に走査し、最大走査角度の中心をセンサ基準線とした車両連結部の両側の車両のエッジ部までの走査角度と放射ビームの走査開始位置であるセンサ基準位置から車両連結部の両側の車両及び車両連結部までの距離を前記処理装置に出力し、
前記処理装置は、前記測距装置の走査範囲内の車両までの距離の領域の定位置停止位置に対応する範囲に定位置判定パターンと、該定位置判定パターンの列車進行方向の前後の範囲にショート位置判定パターンとオーバー位置判定パターンとがあらかじめ設けられ、前記測距装置から入力する走査角度毎の列車までの距離とあらかじめ設定されたショート位置判定パターンと定位置判定パターンとオーバー位置判定パターンを照合し、各パターン上に列車が検出されるか否により列車が定位置に在線しているか否を判定することを特徴とする列車停止位置検知装置。
前記ショート位置判定パターンとオーバー位置判定パターンは、それぞれ第１の判定パターンと第２の判定パターンを有し、前記第１の判定パターンは車両連結部の凹部に対応する位置に設けられ、第２の判定パターンは車両連結部の連結面に対応する位置に設けられていることを特徴とする請求項２記載の列車停止位置検知装置。
前記測距装置は、センサ基準位置は前記定位置基準位置を含む列車進行方向と直交する定位置基準面上に設置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の列車停止位置検知装置。