JP2000275343A

JP2000275343A - 保守用車両の追突防止装置

Info

Publication number: JP2000275343A
Application number: JP11080010A
Authority: JP
Inventors: Seigo Kuwabara; 清剛桑原; Kenji Oshiro; 健次大城; Toshiaki Ishii; 利明石井; Hiroshi Katagami; 浩潟上; Yasuhiro Iijima; 康弘飯島
Original assignee: TOKYO HOKI ENGINEERING KK; Calsonic Kansei Corp; Central Japan Railway Co
Current assignee: TOKYO HOKI ENGINEERING KK; Central Japan Railway Co; Marelli Corp
Priority date: 1999-03-24
Filing date: 1999-03-24
Publication date: 2000-10-06

Abstract

(57)【要約】【課題】自車両の進行方向にレーザビームを照射して
先行車との距離を測定し、先行車との追突を防止する保
守用車両の追突防止装置において、直線区間とカーブ区
間のいずれでも、先行車を確実に検出して、追突を防止
する。【解決手段】保守用車両１は、進行方向へレーザビー
ム２を照射して、先行車との距離を測定する。このビー
ムのパターンは、直線区間の場合（ａ）は、センタビー
ム３のビームカット距離が長く、サイドビーム４，５は
短い。また、カーブ区間（ｂ）の場合は、先行車がずれ
る方向のサイドビームのビームカット距離を長くし、そ
の他のセンタービーム３とサイドビーム５は短くする。
これにより、先行車が自車両の前方正面からずれても、
確実に先行車との間の距離を測定できる。また、対向車
８などを先行車と誤検知することがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道の保守用車両
の追突防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄道の保守用車両の追突防止装置とし
て、自車両の進行方向にレーザビームを照射して先行車
との距離を測定する方式が提案されている。この追突防
止装置は、先行車との距離と自車両の車速に応じて、警
報を発し、車両のブレーキ制御を行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の保守用車両の追
突防止装置では、線路のカーブ区間では、先行車が保守
用車両の前方正面より横にずれて、保守用車両が前方に
照射したレーザビームが先行車に照射されなくなること
がある。この場合、先行車が存在するにもかかわらず先
行車を検出できないこととなり、保守用車両が先行車の
ごく近くまで近づいたとき、初めて先行車を検出するこ
ととなり、先行車を検出しても停止に至らなくなるとい
う問題がある。

【０００４】本発明は、自車両の進行方向にレーザビー
ムを照射して先行車との距離を測定し、先行車との追突
を防止する保守用車両の追突防止装置において、直線区
間とカーブ区間のいずれでも、先行車を確実に検出し
て、追突を防止することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたものである。本発明の保守用車両
の追突防止装置は、前方にビームを照射して先行車との
距離を測定する測定手段であって、前記ビームとして複
数のパターンのビームを照射する測定手段を具備する。

【０００６】図１及び図２は、ビームパターンを説明す
る図である。図１は、カーブの有無に基づいて決定され
るパターンを示し、図２は、カーブの方向、カーブの曲
率半径に基づいて決定されるビームのパターンを示す。
図１及び図２において、（ａ）は保守用車両の前方が直
線区間である場合、（ｂ）はカーブ区間である場合のビ
ームパターンを示す。なお、以下の説明に用いる図面に
おいては、発明を理解しやすくするため、実際のカーブ
に比べてカーブの曲率半径を強調して（小さく）描いて
あることに注意をされたい。

【０００７】図において、保守用車両１（自車両）は、
前方にレーザビーム２を照射する。レーザビーム２は、
保守用車両１の前方のセンター部に向けて照射されるセ
ンタービーム３と、センタービーム３の右サイドに向け
て照射されるサイドビーム４と左サイドに向けて照射さ
れるサイドビーム５から成る。これら各ビーム３〜５
は、それぞれ独立してビームカット距離が調整される。

【０００８】なお、ビームカット距離とは、ビームを照
射して前方にある物との距離を計算するとき、その距離
より大きい距離となるデータを無効とする距離である。
つまり、測定時には、ビームカット距離より遠くにある
物との距離は測定をせず、ビームカット距離以内にある
物との距離だけを測定する。また、図において、６は、
保守用車両１が進行する線路、７は、対向車８が進行す
る線路、９は、線路脇に設置された標識である。

【０００９】本発明の追突防止装置には、前方のカーブ
を検出するカーブ検出手段が設けられ、カーブの検出結
果によって、ビームのパターンが切換られる。図１は、
第１のビームのパターンを示す。図１（ａ）の直線区間
の場合、レーザビーム２は、標準ビームパターンとされ
る。この標準ビームパターンは、ビームカット距離が、
センタービーム３では長く、サイドビーム４，５では短
い。直線区間の場合、センタービーム３は前方の線路上
に存在する先行車を検知する。また、サイドビーム４，
５のビームカット距離が短いので、対向車８、標識９を
誤検出することはない。

【００１０】図１（ｂ）のカーブ区間の場合、センター
ビーム３、サイドビーム４，５のビームカット距離が等
しいパターンとされる。これにより、先行車が、自車両
の前方正面より横方向へずれても、サイドビーム４又は
５により先行車を検出することができる。図２は、第２
のビームのパターンを示す。

【００１１】図２（ａ）の直線区間の場合は、前述の図
１（ａ）の場合と同様である。図２（ｂ）のカーブ区間
の場合、ビームカット距離は、カーブの内側のサイドビ
ーム５が長く、外側のサイドビーム４が短く、センター
ビーム３はその中間の値とされる。カーブにより先行車
が自車両１の前方正面から横にずれても、カーブの内側
のサイドビーム５により検知することができる。また、
カーブ内側の標識９は、先行車より更に大きく横方向へ
ずれるから、サイドビーム５のビームカット距離を長く
しても、標識９を検知することがない。さらに、センタ
ービーム３とカーブ外側のサイドビーム４のビームカッ
ト距離を短くすることにより、対向車８が自車両１の前
方にあっても、それを検知しないようにすることができ
る。

【００１２】上述の図１のビームのパターンを使用する
場合には、カーブ検出手段は、カーブの有無のみを検出
する。このカーブ検出手段の具体的手段としては、例え
ば、地上の直線区間とカーブ区間との間に所定の標識を
配置し、この標識を光学的に読み取る装置を車両の側面
に配置したものとすることができる。上述の図２のビー
ムのパターンを使用する場合には、カーブ検出手段は、
カーブの方向とカーブの曲率半径といったカーブ情報を
検出する必要がある。このカーブ検出手段の具体的手段
として、地上側に設けられた地上子からキロ程を読み取
る手段と、キロ程ごとのカーブ情報を記憶した記憶手段
とから構成し、パターン決定手段として、カーブ検出手
段から得たカーブ情報に基づいて、ビームのパターンを
決定するパターン決定手段とから構成することができ
る。

【００１３】本発明の追突防止装置は、測定手段が検知
した先行車との間の距離に基づいて車両のブレーキ制御
を行う制御手段が設けられる。この制御手段は、上述の
図１のビームのパターンを使用する場合は、カーブ検出
手段がカーブを検出したとき、車速を所定速度以下に規
制して進行させる。図１（ｂ）の場合、センタービーム
３とカーブ外側のサイドビーム４が対向車８、標識９な
どを障害物として検出する可能性がある。この場合で
も、自車両を低速で進行させておけば、低速進行をして
いる間に障害物が検出されてもやがて検知範囲から外れ
るので、自車両を非常停止させずに進行を続行すること
ができる。

【００１４】図１のビームのパターンは、カーブ区間の
曲率半径が小さい場合に有効である。また、カーブの有
無の検知のみで良いのでカーブ検出手段の構成を簡単に
でき、ビームのパターンの数も少なくて良い。図２のビ
ームのパターンは、カーブ区間の曲率半径が大きい場合
に有効である。また、図２のパターンを使用する場合、
制御手段は自車両の車速を制限する必要はない。図２の
パターンのビーム２は、先行車が保守用車両１の前方正
面からはずれても検出をし、先行車以外の対向車８又は
標識９などを検出しない。このため、先行車を見失うこ
とがなく、また、障害物を先行車と誤検出しないので、
所望の車速で進行させて先行車を検出したときに所定の
ブレーキ制御を行えば確実に停車をすることができる。

【００１５】本発明の追突防止装置の制御手段は、ブレ
ーキ制御を行って、先行車の手前で追突させずに自車両
を停止させる。制御手段は、このように、先行車に所定
の距離よりも近づかないように制御を行うので、車両連
結時に低速で自車両を接近させようとしても、所定距離
以内には接近できないこととなる。これに対して、本発
明においては、制御手段のブレーキ制御を一時的に無効
にするスイッチを設けることにより、連結作業を行うこ
とができる。先行車との距離が所定値以下であっても、
前記スイッチを操作して、制御手段を無効とすることに
より、車両を先行車に近づけることが可能となり、連結
作業を行うことができる。

【００１６】また、保守用車両は、動力車単体の場合
と、他の車両を連結した場合とでは、車両全体の重量が
異なるため、停止に必要な距離が異なる。これに対し
て、本発明の追突防止装置は、連結する車両を検出する
手段を設け、この手段によって検出した連結車両の有無
に従って、制御モードを変更することにより最適なブレ
ーキ制御を行うことができる。なお、この検出手段とし
ては、車両の連結時に接続される電接カプラに設けたリ
ミットスイッチを使用することができる。

【００１７】また、本発明の追突防止装置は、保守用車
両の動力車の前方と後方に測定手段を設置し、推進時と
牽引時のいずれの場合でも、その前方の先行車を検出し
て追突を防止することができる。ただし、トロなどを連
結する場合、動力車に積載した追突防止装置は連結した
トロを先行車として検出することとなるので、連結車両
の最端部にも測定手段を設けることにより、連結車両の
有無に関係なく、常に確実な追突防止をすることができ
る。また、前述の連結する車両を検出する手段を利用し
て、連結車両の検出に応じて、動力車に積載した追突防
止装置と、連結車両に積載した追突防止装置とを自動的
に切り換えて使用することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態について、図を
用いて説明する。図３は、本発明を適用した保守用車両
の回路構成図である。図示の保守用車両１は、ディーゼ
ルエンジンを備えた動力車であり、その前後にレーザヘ
ッド１１が設置される。レーザヘッド１１は、コントロ
ーラ１２内のレーザビームパターン決定回路１３により
決定されたパターンのレーザビームを照射する。各レー
ザヘッド１１は、前方へレーザビームを照射し、先行車
などからのビームの反射に基づいて先行車との距離を測
定する。レーザヘッド１１は、測定距離を表す信号をコ
ントローラ１２へ入力する。

【００１９】コントローラ１２は、ＣＰＵにより構成さ
れ、レーザヘッド１１からの距離信号と、その他の信号
入力に基づいて、追突防止のための信号処理を行い、非
常ブレーキ制御回路１４に対して、車速制御、制動など
の指令を発する。なお、コントローラ１２は、その外
に、通常の車両制御も行うが、その通常の車両の制御に
ついては本発明と直接関係がないので、その説明は省略
し、レーザビームの照射による車両の制御についてのみ
説明する。

【００２０】コントローラ１２には、その他の信号が入
力される。その他の信号としては、自車両が主機、補機
のいずれに設定されているかを示す主機補機信号入力１
５、自車両が現在、前進と後進のいずれに設定されてい
るかを示す前後進信号入力１６、現在の車速を測定する
車速センサ１７からの信号、他車両との連結を行うとき
に操作する連結スイッチ１８からの信号などがある。こ
れらの作用については後述する。

【００２１】第１のカーブ検出手段として、サイドレー
ザヘッド２１とデータ解析回路２３が設けられる。サイ
ドレーザヘッド２１は、車両の両サイドに設けられる。
サイドレーザヘッド２１からの信号は、データ解析回路
２３を介してレーザビームパターン決定手段１３に入力
される。レーザビームパターン決定手段１３は、カーブ
の有無によりレーザヘッド１１が照射するレーザビーム
パターンを切換える。

【００２２】第２のカーブ検出手段として、アンテナ２
５とタイリス通信回路２２とデータ解析回路２３とデー
タベース２４が設けられる。タイリス通信回路２２は、
アンテナ２５により、地上子タイリス３１と通信を行
い、地上子タイリス３１から、キロ程及び上／下線の別
を読みだす。なお、この地上子タイリス３１としては、
従来より、線路に配置されているものを使用することが
できる。データベース２４には、キロ程とカーブの方向
と曲率半径などのカーブ情報を記憶している。

【００２３】図４は、第１のカーブ検出手段により進行
方向のカーブの有無を判断する原理を説明する図であ
る。図３に示すサイドレーザヘッド２１は、保守用車両
１の両サイドに設置され、車両の側方に向けてサイドレ
ーザビーム３２を照射する。地上側に、カーブ検出のた
めのリフレクタ３３が配置される。リフレクタ３３は、
線路６，７の直線区間からカーブ区間へさしかかる位置
で、線路６，７の両サイドに配置される。リフレクタ３
３は、車両の進行方向に等間隔に配置された３枚１組の
反射板からなる。

【００２４】サイドレーザビーム３２のビームカット距
離は、自車両１が進行する線路６のサイドに配置された
リフレクタ３３を検出するが、反対側の線路７のサイド
に配置されたリフレクタ３３を検出しないように設定さ
れる。保守用車両１の進行に伴って、サイドレーザヘッ
ド２１は、リフレクタ３３により反射されるビームを３
回検出する。データ解析回路２３は、３回の等間隔のビ
ームの反射を検出すると、リフレクタ３３が存在すると
判断する。これにより、他の障害物からのビームの反射
を検出してカーブがあると誤判断をすることが防止でき
る。

【００２５】データ解析回路２３は、リフレクタ３３を
奇数組検出すると、直線区間からカーブ区間へ入ると判
断し、リフレクタ３３を偶数組検出すると、カーブ区間
から直線区間へ入ると判断する。つまり、直線区間にお
いてリフレクタ３３を検出したときはカーブ区間が検出
されたと判断し、カーブ区間においてリフレクタ３３を
検出したときは直線区間が検出されたと判断する。

【００２６】レーザビームパターン決定回路１３は、デ
ータ解析回路２３が直線区間へ入ると判断したときは、
図１（ａ）に示すパターンを選択して、自車１の進行方
向側にあるレーザヘッド１１に、そのパターンのレーザ
ビームを照射させる。また、カーブ区間へ入ると判断し
たときは、図１（ｂ）に示すパターンを選択する。図５
は、第２のカーブ検出手段の地上子タイリス３１の配置
状況を示す図である。

【００２７】地上側に、所定の間隔を置いて、キロ程を
記憶している地上子タイリス３１が設置される。地上子
タイリス３１は、図３に示す保守用車両１のアンテナ２
５から信号を受信すると、記憶してあるキロ程及び上／
下線別の信号を送信する。アンテナ２５が検出した信号
は、タイリス通信回路２２を介して、データ解析回路２
３に入力される。

【００２８】データ解析回路２３は、入力された信号か
らキロ程及び上／下線別を取り出し、車速センサ１７か
ら得た車速を用いて、地上子タイリス３１からの進行距
離を計算し、前後進信号入力１６から得た前進信号又は
後進信号と上記の上／下線別情報により、地上子タイリ
ス３１から検出したキロ程から、上記の計算した距離を
加算又は減算して、自車両１の現在のキロ程を計算す
る。そして、データベース２４に記憶されているデータ
から、キロ程に応じたカーブ情報を読みだし、レーザビ
ームパターン決定手段１３へ出力する。

【００２９】図６は、カーブ情報とビームパターンの関
係を示すデータベースの一部を表わす図表である。「タ
イリス」は、地上子タイリス３１から読み取ったキロ程
及び上／下線別を表し、「キロ程」は、前述の方法で計
算した現在のキロ程を表す。「カーブ情報」は、キロ程
に対する曲率半径Ｒとカーブの方向を示す。この「キロ
程」と「カーブ情報」はデータベース２４に記憶されて
いる。

【００３０】「カーブ情報」の内、（イ）は、キロ程７
３２３ｍから７５３４ｍまで直線であることを示す。
（ロ）は、キロ程７５３４〜７６８４ｍまでのカーブ情
報を示し、キロ程７５３４ｍでは曲率半径Ｒが無限大
（直線）で、キロ程７６８４ｍでは曲率半径Ｒが６００
ｍの右カーブ（Ｒ）で、その間の曲率半径Ｒは、連続的
に変化していくこと（緩和Ｒ）を示す。（ハ）は、キロ
程７６８４ｍから７９９０ｍまで、曲率半径Ｒが６００
ｍの右カーブが連続することを示す。（ニ）は、キロ程
７９９０ｍから８０２５ｍまでのカーブ情報を示し、キ
ロ程７９９０ｍでは曲率半径Ｒが６００ｍ右カーブ
（Ｒ）でキロ程８０２５ｍでは曲率半径Ｒが４００ｍの
右カーブ（Ｒ）で、その間の曲率半径Ｒは、連続的に変
化していくこと（緩和Ｒ）を示す。

【００３１】「緩和Ｒ」は、（ロ）（ニ）におけるよう
にその区間で曲率半径Ｒが変化するときに、その区間を
適当な数に分割し、各分割点において曲率半径が連続的
に変化するように計算したものである。レーザビームパ
ターン決定回路１３は、データ解析回路２３から得た
「カーブ情報」と「緩和Ｒ」から、図６の右側に示す
「ビーム方向」と「ビーム形状」を決定する。

【００３２】図７，図８，図９は、レーザビームパター
ン決定回路１３により決定されるレーザビームパターン
の例を示す。各図において、実線は、レーザヘッド１１
から照射されるレーザビーム２のセンタービーム３及び
サイドビーム４，５のビームカット距離（縦軸、単位
ｍ）及び幅（横軸、単位ｍ）を示す。また、破線は、セ
ンタービーム３とサイドビーム４，５のビームカット距
離を１００ｍとしたとき、各ビーム幅が３ｍとなること
を示している。なお、各図において、理解を容易にする
ために、縦軸と横軸とで縮尺を異ならせている。

【００３３】図７は、カーブ情報が曲率半径無限大（直
線）の場合の標準ビームを示す。標準ビームは、センタ
ービーム３のビームカット距離が１００ｍで、左右のサ
イドビーム４，５のビームカット距離が３６ｍとされ
る。図８は、カーブ情報がカーブの方向が左（Ｌ）で、
曲率半径１２００ｍの場合のパターンを示し、ビームカ
ット距離は、センタービーム３が５９ｍで、右サイドビ
ーム４が３６ｍで、左サイドビーム５が１００ｍとされ
る。

【００３４】図９は、カーブ情報が、カーブの方向が右
（Ｒ）で、曲率半径４００ｍの場合のパターンを示し、
ビームカット距離は、センタービーム３が３６ｍ、右サ
イドビーム４が４８ｍ、左サイドビーム５が２７ｍとさ
れる。図８と図９を比較すると明らかなように、カーブ
の曲率半径が大きいほど、ビームカット距離は長くな
る。

【００３５】図３のコントローラ１２は、レーザヘッド
１１から得た先行車との距離、車速センサ１７から得た
自車速及びその他の信号に基づいて、非常ブレーキ制御
回路１４のブレーキ制御を行う。その結果、自車両１
は、先行車の手前で所定の距離を保った状態で停車をす
る。このため、先行車が自車両１に連結する車両であ
り、連結のために自車両１を先行車に接近させようとし
ても、上記のコントローラの制御により、ブレーキが自
動的にかかって接近することができなくなる。

【００３６】これに対処するため連結スイッチ１８が設
けられる。この連結スイッチ１８を停止中に操作するこ
とにより、コントローラ１２の上記制御が無効とされ
る。したがって、自車両１を進行させることが可能とな
り、通常の連結作業を行うことができる。図１０は、コ
ントローラ１２における制御モードを説明する図であ
る。図において、横軸は制動を開始するときの自車速
（単位：ｋｍ／ｈ）で、縦軸は、制動を開始するときの
先行車との距離（単位：ｍ）を示す。各曲線Ａ，Ｂは、
異なる制御モードにおける制動特性を示す。

【００３７】図の曲線Ａは、保守用車両単体のときの制
動特性を示し、曲線Ｂは、他の車両を連結したときの制
動特性を示す。保守用車両単体のときは車両全体の重量
が軽く、連結車両があるときは車両全体の重量が重くな
るため、制動をかけるときの初速が同じである場合、こ
の図から明らかなように、制動を開始するときの先行車
との距離は、連結車両がある方が単体の場合よりも長く
なる。

【００３８】これに対処するため、本実施形態では、連
結車両の有無を検出して、制御モードを変更する。図１
１は、連結車両の有無を検出する手段の１例を示す。保
守用車両１には、連結車両３５との間で信号を送受信す
るために電接カプラが車両の前後に設けられる。この電
接カプラは、保守用車両１側のコネクタ３６と、連結車
両３５側のコネクタ３８から構成される。連結車両３５
が連結されるとき、コネクタ３６の蓋３７が開けられ
て、連結車両３５のコネクタ３８が接続される。連結車
両の有無を検出するために、保守用車両１のコネクタ３
６にリミットスイッチ３９が設けられる。本例では、コ
ネクタが接続されたときにリミットスイッチ３９がオン
となる。コントローラ１２は、リミットスイッチ３９の
オン・オフにより、図１０に示した制御モードを切り換
える。

【００３９】図１２は、保守用車両１に連結した連結車
両にレーザヘッドを設ける例を示す図である。保守用車
両１が連結車両を連結する場合、連結車両の全長が長く
なると、レーザヘッド１１が連結車両を先行車として誤
検出することがある。図１２は、保守用車両１に３台の
鉄製トロを連結車両３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃとして連結
した状態を示す。保守用車両１は、その前後にレーザヘ
ッド１１を備えつけている。保守用車両１が図示左方向
へ進行するとき（牽引時）には、レーザヘッド１１Ａが
使用され、前方に連結車両がないので問題は生じない。
保守用車両１が図示右方向へ進行するとき（推進運転
時）には、使用されるレーザヘッド１１Ｂの方向に連結
車両３５Ａ〜Ｃが存在しており、この全長が長くなる
と、レーザヘッド１１Ｂは、連結車両３５Ａ〜Ｃを先行
車として検出することがある。

【００４０】これに対処するため、最端部の連結車両３
５Ｃの前後に、２つのレーザヘッド４２Ａ，４２Ｂを設
ける。レーザヘッド４２Ａ，４２Ｂは、各々が連結車両
３５Ｃの前後方向にレーザビームを照射するように配置
される。コントローラ１２は、連結車両３５Ａ〜Ｃがあ
り、推進運転（図示右方向）を行う場合には、保守用車
両１の推進方向に設けられたレーザヘッド１１Ｂを無効
とし、連結車両３５Ｃのレーザヘッド４２Ａ，４２Ｂの
内、保守用車両１と反対側に向いているレーザヘッド４
２Ｂを有効とする。

【００４１】レーザヘッド４２Ａ，４２Ｂと保守用車両
１のコントローラ１２とはコネクタ３６，３８により接
続される。また、コントローラ１２は、リミットスイッ
チ３９（図１１）の動作により、連結車両３５が連結さ
れた方向を知ることができる。コントローラ１２は、前
後進信号入力１６により連結車両３５Ａ〜Ｃの連結方向
へ自車両１が進行することを検出すると、レーザヘッド
１１Ｂからレーザヘッド４２Ｂへ切換える。

【００４２】図１３及び図１４のフローチャートを用い
て、保守用車両追突防止の動作の流れを説明する。車両
に備えつけられたキースイッチをオンすることにより図
示の動作が開始される。ステップＳ１で、主機補機信号
入力１５により、自車両が単車、補機、主機のいずれか
が設定されているかを判別する。単車とは、保守用車両
１が単独で運転している場合を指し、自車両の追突防止
装置を作動させる。主機とは、連結車両があるが、自車
両が連結された車両全体の制御を行っている場合を指
し、自車両の追突防止装置を作動させる。また、補機と
は、自車両に連結された他の車両が主機となっており、
自車両では追突防止装置が作動を行わない場合を指す。
ここで、補機の場合は、ステップＳ１のまま、自車両が
単車又は主機に設定されるまで待つ。

【００４３】単車又は主機の場合は、ステップＳ２で、
前後進信号入力１６（図３）により、現在、自車両が前
進をしているか、後進をしているか、又は、中立の状態
であるかを判定する。ここで、中立の場合は、前後いず
れのレーザヘッドを使用しないので、ステップＳ１へ戻
る。前進の場合は、前側のレーザヘッドを使用し、後進
の場合は後ろ側のレーザヘッドを使用する。前進又は後
進の場合は、ステップＳ３へ進む。

【００４４】ステップＳ３で、リミットスイッチ３９
（図１１）の状態を調べて、連結車両の有無を検出す
る。リミットスイッチ３９が全てオフの場合は、保守用
車両１が単車であって車両重量は軽いので、制動距離が
短い制御モードＡ（図１０）が設定され、リミットスイ
ッチ３９のいずれかがオンの場合は、連結する車両があ
って、車両全体の重量は重いので、制動距離が長い制御
モードＢ（図１０）が設定される。また、車両の前後に
設けられた２つのレーザヘッド１１の内、リミットスイ
ッチ３９がオフの側のものが使用され、オンの側のもの
は使用されない。

【００４５】ステップＳ３で、レーザヘッドが前後とも
使用されない場合（リミットスイッチ３９の両方がオ
ン）は、ステップＳ４へ進み、他の車両からの信号待ち
となる。ここで、他車両からの信号が正常信号であれば
ステップＳ１へ戻る。警報信号であれば、ステップＳ５
で自車両内に警報信号を発する。停止信号であれば、ス
テップＳ１８へ進む。

【００４６】ステップＳ３で、いずれかのレーザヘッド
が使用されると判断したときは、ステップＳ６で、自車
両に設けられているカーブ検知切換スイッチ（図示せ
ず）が地上子方式とリフレクタ方式のいずれの方式に設
定されているかを判定する。地上子方式である場合（ス
テップＳ７）は、ステップＳ８で、地上子タイリス３１
から読み出したキロ程と上／下線別を認識する。そし
て、ステップＳ９で、キロ程及び上／下線別と、車速セ
ンサから得た走行距離と、カーブ情報とから、ビームパ
ターンを選出する。この手法については、図５〜図９に
関する説明を参照されたい。その後、ステップＳ１３へ
進む。

【００４７】リフレクタ方式である場合（ステップＳ１
０）は、地上に配置されたリフレクタ３３（図４参照）
を検出する（ステップＳ１１）と、ビームパターンを切
換える（ステップＳ１２）。リフレクタの検出について
は、図４に関連して説明済みであり、そのビームパター
ンについては図１に関連して説明済みである。このリフ
レクタ方式の場合、カーブを検出したときは、ステップ
Ｓ１２でビームのパターンを切換えると同時に、車速を
所定の速度以下に制限する。図１（ｂ）に示すように、
カーブ区間ではビームのパターンが広げられるので、対
向車８を先行車として検出することがある。この場合、
保守用車両１を低速で進行させることにより、自車両が
非常停止の状況になる前に対向車８がビーム２から外れ
れば、先行車がなくなることとなるので、再度低速で車
両を進行させることができる。

【００４８】ステップＳ１２からステップＳ１３へ進
み、レーザヘッド１１は、選出された又は切り換えられ
たビームパターンを照射して、先行車との間の距離を測
定する。ステップＳ１４で、コントローラ１２は、先行
車との距離、自車速、制御モードに基づく演算を行い、
距離表示、警報表示及び非常停止の必要性の判定が行わ
れる。

【００４９】なお、車両の連結作業を行うときは、前述
のように、連結スイッチ１８（図３）がオンとされるこ
とにより、警報表示及び非常停止が一時機能停止され
る。演算結果で、警報及び非常停止の判定がされないと
きは、ステップＳ１５で距離表示がされて、ステップＳ
１へ戻る。警報表示の判定がされると、ステップＳ１６
で、距離表示と警報表示がされて、ステップＳ１へ戻
る。非常停止の判定がされると、距離表示及び非常停止
信号が出力される（ステップＳ１７）。この場合は、ス
テップＳ１９で、非常ブレーキ制御回路１４により、非
常ブレーキ及び前後進カット作動が行われる。このステ
ップＳ１９の作動は、ステップＳ４で、他車両から停止
信号が出力された場合（ステップＳ１８）も行われる。
なお、距離表示、警報表示、非常停止表示は、副運転席
表示器１９（図３）に表示される（ステップＳ２３）。

【００５０】非常ブレーキ制御回路１４による制動によ
り車両が停止する（ステップＳ２０）と、必要な復帰操
作が行われた（ステップＳ２１）後、運転を再開して
（ステップＳ２２）、ステップＳ１へ戻る。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、自車両の進行方向にレ
ーザビームを照射して先行車との距離を測定し、先行車
との追突を防止する保守用車両の追突防止装置におい
て、直線区間とカーブ区間のいずれでも、先行車を確実
に検出して、追突を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における第１のビームパターンを説明す
る図。

【図２】本発明における第２のビームパターンを説明す
る図。

【図３】本発明の保守用車両の回路構成例を示す図。

【図４】本発明における、第１のカーブ検出手段により
カーブを検出する原理を説明する図。

【図５】本発明における、第２のカーブ検出手段により
カーブを検出する原理を説明する図。

【図６】本発明におけるカーブ情報とビームパターンの
関係を説明する図表。

【図７】図３のレーザビームパターン決定回路により決
定されるレーザビームパターンの例を示す図（その
１）。

【図８】図３のレーザビームパターン決定回路により決
定されるレーザビームパターンの例を示す図（その
２）。

【図９】図３のレーザビームパターン決定回路により決
定されるレーザビームパターンの例を示す図（その
３）。

【図１０】本発明における制御モードを説明する図。

【図１１】本発明における連結車両の有無を検出するた
めの構成を示す図。

【図１２】本発明における保守用車両に連結車両を連結
した場合のレーザヘッドの配置構成を示す図。

【図１３】本発明における追突防止装置の作動を示すフ
ローチャート（その１）。

【図１４】本発明における追突防止装置の作動を示すフ
ローチャート（その２）。

【符号の説明】

１…保守用車両２…レーザビーム３…センタービーム４…右サイドビーム５…左サイドビーム６…自車両進行線路７…対向車進行線路８…対向車９…標識１１…レーザヘッド１２…コントローラ１３…レーザビームパターン決定手段１４…非常ブレーキ制御回路１５…主機補機信号入力１６…前後進信号入力１７…車速センサ１８…連結スイッチ１９…副運転席表示器２１…サイドレーザヘッド２２…タイリス通信回路２３…データ解析回路２４…データベース２５…アンテナ３１…地上子タイリス３２…サイドレーザビーム３３…リフレクタ３５…連結車両３６，３８…コネクタ３７…蓋３９…リミットスイッチ４２…レーザヘッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者桑原清剛東京都中央区日本橋３丁目１番17号東海旅客鉄道株式会社内 (72)発明者大城健次愛知県豊橋市花中町93番地東海旅客鉄道株式会社内 (72)発明者石井利明東京都足立区新田３丁目32番10号株式会社東京保機エンジニアリング内 (72)発明者潟上浩埼玉県大宮市日進町２丁目1910番地株式会社カンセイ内 (72)発明者飯島康弘埼玉県大宮市日進町２丁目1910番地株式会社カンセイ内Ｆターム(参考） 2F065 AA06 CC11 DD03 FF31 GG04 5H161 AA01 BB06 BB07 BB20 CC02 CC05 DD22 EE02 EE04 EE07 MM01 MM11 NN12 5H180 AA20 CC03 LL04 5J084 AA02 AA05 AB01 AC02 AD01 BA03 BA13 BA32 CA03 DA09 EA04 EA22 EA29

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】前方にビームを照射して先行車との距離
を測定する測定手段であって、前記ビームは、前方のセ
ンター部に向けて照射されるセンタービームと、このセ
ンタービームの両サイドに向けて照射されるサイドビー
ムから成り、前記センタービームと前記サイドビームの
ビームカット距離を調整することにより異なる複数のパ
ターンのビームを照射することを可能とした測定手段
と、前方のカーブを検出するカーブ検出手段と、前記カーブ検出手段の検出結果に基づいて、前記複数の
パターンから前記測定手段が照射するビームのパターン
を決定するパターン決定手段と、前記測定手段が測定した前記先行車との距離に基づい
て、車両のブレーキ制御を行う制御手段と、を具備することを特徴とする保守用車両の追突防止装
置。
【請求項２】前方にビームを照射して先行車との距離
を測定する測定手段であって、前記ビームは、前方のセ
ンター部に向けて照射されるセンタービームと、このセ
ンタービームの両サイドに向けて照射されるサイドビー
ムから成り、前記センタービームと前記サイドビームの
ビームカット距離を調整することにより異なる複数のパ
ターンのビームを照射することを可能とした測定手段
と、前方のカーブの有無を検出するカーブ検出手段と、前記ビームのパターンとして、前記カーブ検出手段がカ
ーブを検出しないときは、前記サイドビームのビームカ
ット距離が前記センタービームのビームカット距離より
短いパターンを決定し、カーブを検出したときは、前記
センタービームと前記各サイドビームのビームカット距
離が等しいパターンを決定するパターン決定手段と、前記測定手段が測定した前記先行車との距離に基づいて
車両のブレーキ制御を行い、また、前記カーブ検出手段
がカーブを検出したとき、車速を所定速度以下に規制す
る制御手段と、を具備することを特徴とする保守用車両の追突防止装
置。
【請求項３】前記カーブ検出手段は、保守用車両の側
面に配置され、地上に配置された標識を光学的に読み取
るものである請求項２に記載の保守用車両の追突防止装
置。
【請求項４】前方にビームを照射して先行車との距離
を測定する測定手段であって、前記ビームは、前方のセ
ンター部に向けて照射されるセンタービームと、このセ
ンタービームの両サイドに向けて照射されるサイドビー
ムから成り、前記センタービームと前記サイドビームの
ビームカット距離を調整することにより異なる複数のパ
ターンのビームを照射することを可能とした測定手段
と、前方のカーブを検出するカーブ検出手段と、前記カーブ検出手段の検出結果に基づいて、前記複数の
ビームのパターンから検出した、カーブの方向とカーブ
の曲率半径に対応したパターンを選択するパターン決定
手段と、前記測定手段が測定した前記先行車との距離に基づい
て、車両のブレーキ制御を行う制御手段と、を具備することを特徴とする保守用車両の追突防止装
置。
【請求項５】前記カーブ検出手段は、地上側に設けら
れた地上子からキロ程を読み取る手段と、キロ程ごとの
カーブ情報を記憶した記憶手段とを有し、前記パターン決定手段は、前記カーブ検出手段から得た
カーブ情報に基づいて、カーブの方向とカーブの曲率半
径に対応したビームのパターンを決定する、請求項４に
記載の保守用車両の追突防止装置。
【請求項６】前方にビームを照射して先行車との距離
を測定する測定手段であって、前記ビームは、前方のセ
ンター部に向けて照射されるセンタービームと、このセ
ンタービームの両サイドに向けて照射されるサイドビー
ムから成り、前記センタービームと前記サイドビームの
ビームカット距離を調整することにより異なる複数のパ
ターンでビームを照射することを可能とした測定手段
と、前方のカーブの有無を検出する第１のカーブ検出手段
と、前記ビームのパターンとして、前記第１のカーブ検出手
段がカーブを検出しないときは、前記サイドビームのビ
ームカット距離が前記センタービームのビームカット距
離より短いパターンを決定し、カーブを検出したとき
は、前記センタービームと前記サイドビームのビームカ
ット距離が等しいパターンを決定する第１のパターン決
定手段と、前方のカーブを検出する第２のカーブ検出手段と、前記第２のカーブ検出手段の検出結果に基づいて、前記
複数のパターンから、カーブの方向とカーブの曲率半径
に対応したパターンを選択する第２のパターン決定手段
と、前記第１のカーブ検出手段と前記第２のカーブ検出手段
の一方を使用するように切換えを行う切換手段と、前記測定手段が測定した前記先行車との距離に基づい
て、車両のブレーキ制御を行い、また、前記第１のカー
ブ検出手段がカーブを検出したとき、車速を所定速度以
下に規制する制御手段と、を具備することを特徴とする保守用車両の追突防止装
置。
【請求項７】前記制御手段のブレーキ制御を無効にす
るスイッチを具備することにより、先行車との距離が前
記所定値以下であっても、車両が進行することを可能と
した、請求項１〜６のいずれか１項に記載の保守用車両
の追突防止装置。
【請求項８】自車両に連結する車両を検出する手段
と、この手段により検出した連結車両の有無に従って、
前記制御手段の制御モードを変更する請求項１〜７のい
ずれか１項に記載の保守用車両の追突防止装置。
【請求項９】前記連結車両を検出する手段は、車両の
連結時に接続される電接カプラに設けたリミットスイッ
チである請求項８に記載の保守用車両の追突防止装置。
【請求項１０】保守用車両の動力車の前方及び後方に
前記測定手段を積載した請求項１〜９のいずれか１項に
記載の保守用車両の追突防止装置。
【請求項１１】保守用車両に連結される車両の最端部
に前記測定手段を積載した請求項１０に記載の保守用車
両の追突防止装置。