【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラットホーム、踏切、高架下及びトンネル等の列車軌道上に転落した乗客や落下物等障害物の侵入を連続的に監視し、障害物の侵入を発見したとき速やかに、進入する列車を停止させて事故を回避する列車事故回避システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プラットホーム、踏切、高架下およびトンネル、山岳地帯等の列車軌道上の監視は、駅職員等による直接的な目視確認や、ＴＶカメラで撮像した列車軌道上の監視情報をＴＶモニタに表示して、駅職員がこのＴＶモニタを観察して間接的な目視確認などで行っている。このような目視確認により駅職員が列車軌道上に異常を発見するシステムでは、駅職員による人間系で進入する列車に赤ランプの点灯、赤旗の提示、発煙筒の点火などの停止操作を行動で伝えていたため、運転手が見落としたり、気がつくのに時間がかかり、行動が遅く重大事故を発生していた。
【０００３】
また、全ての場所を連続的に監視することは、人間の能力や体力から限界があり、多数の駅職員を確保するのも現実的でない。
【０００４】
この点に対処して列車軌道上をＴＶカメラにより監視し、このＴＶカメラ出力の画像信号から異常の発生を検出し、自動的に列車の運転手に無線で連絡する手段が実用化され始めている。
【０００５】
【発明が解決しようとしている課題】
しかしながら、列車の走行に対する障害物の検出が難しく、依然として駅構内では、痛ましい人身事故が絶えない。人身事故が発生すると、隣接する列車軌道の列車も運行が長時間停止し、多数の乗降客に迷惑がかかっている。
【０００６】
本発明はかかる従来の問題を解決すべくなされたもので、列車に対する障害物か否かの判定をより正確化し、走行中の列車への緊急情報の送信を自動的に行うようにした列車事故回避システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するため、次の構成からなる列車事故回避システムを提供するものである。
【０００８】
即ち、請求項１の列車事故回避システムは、列車軌道の予め定められた範囲を監視するように設けられたカメラと、このカメラの出力に接続され所定時間毎の前記カメラ出力の画像信号を記憶する記憶装置と、前記カメラ出力の画像信号を前記記憶装置に記憶された所定時間前の画像信号と比較して画像信号の変化の有無を検出する画像信号の変化検出手段と、この画像信号の変化検出手段が画像信号の変化有を検出したとき、この変化した画像信号が走行中の列車に対する障害物に該当するか否かを判定する判定手段と、この判定手段が列車に対する障害物に該当すると判定したとき前記予め定められた範囲に進入する走行中の列車を減速又は停止させる緊急情報を出力する緊急情報出力手段とを具備してなることを特徴とする。請求項１の発明によれば、列車に対する障害物に該当するか否かの判定を行い、走行中の列車への緊急情報の送信を自動的に行うようにすることができる。
【０００９】
請求項２の列車事故回避システムは、前記カメラが複数設けられていることを特徴とする。請求項２の発明によれば、走行中の列車への緊急情報の送信を自動的に行うようにすることができる。
【００１０】
請求項３の列車事故回避システムは、前記緊急情報は、前記カメラによる列車軌道の監視を同じ監視範囲についてロケーションを変えて複数台のカメラにより撮像し、少なくとも２台以上のカメラ出力の各画像信号から前記変化有を検出した場合に出力することを特徴とする。請求項３の発明によれば、走行する列車に対する障害物か否かの判定を、より正確化することができる。
【００１１】
請求項４の列車事故回避システムは、前記緊急情報は、前記カメラ出力の画像信号に予め定められた大きさ以上の画像を検出した場合に出力することを特徴とする。請求項４の発明によれば、走行する列車に対する障害物か否かの判定をより正確化することができる。
【００１２】
請求項５の列車事故回避システムは、前記緊急情報は、前記カメラ出力の画像信号に予め定められた列車障害物の移動径路画像を検出した場合に出力することを特徴とする。請求項５の発明によれば、危険が予測される乗客の安全対策することができる。
【００１３】
請求項６の列車事故回避システムは、前記カメラに加えて列車軌道の予め定められた範囲を監視センサにより監視し、前記緊急情報は、前記カメラ出力の画像信号に変化有りを検出した後に監視センサ出力信号における異常の有無を検出して、異常の有を検出した場合に出力することを特徴とする。請求項６の発明によれば、走行する列車に対する障害物か否かの判定を、より正確に行うことができる。
【００１４】
請求項７の列車事故回避システムは、前記カメラに加えて前記列車軌道の予め定められた範囲を監視するように設けられた集音器と、予め列車の運行に障害となる動作の障害音声信号が記憶された記憶装置と、前記画像信号の変化検出手段が画像信号の変化有を検出したとき、前記集音器出力の音声信号と前記記憶装置から読み出された前記障害音声信号と比較して一致した前記音声信号の有無を検出する信号処理手段と、この信号処理手段が前記一致した前記音声信号の有を検出したとき走行中の列車を減速又は停止させる緊急情報を出力する緊急情報出力手段とを具備してなることを特徴とする。請求項７の発明によれば、より安価な設備で、走行する列車に対する障害物か否かの判定を、より迅速かつ正確に行うことができる。
【００１５】
請求項８の列車事故回避システムは、前記障害音声信号は、予め設定した周波数や落下音又は救助を求める声、おどろきの声等の音声信号であることを特徴とする。請求項８の発明によれば、走行する列車に対する障害物か否かの判定を、より迅速かつ正確に行うことができる。
【００１６】
請求項９の列車事故回避システムは、前記列車軌道の予め定められた範囲がプラットホーム、踏切、高架下、トンネル、山岳地帯であることを特徴とする。請求項９の発明によれば、これらの地域での列車軌道において走行する列車に対する障害物か否かの判定を、より迅速かつ正確に行うことができる。
【００１７】
請求項１０の列車事故回避システムは、前記ＴＶカメラが立体カメラ、赤外線カメラ又は暗視カメラであることを特徴とする。請求項１０の発明によれば、昼夜、天候に限らず障害物判定ができる。
【００１８】
請求項１１の列車事故回避システムは、前記カメラが、ＴＶカメラであることを特徴とする。請求項１１の発明によれば、動画による障害物判定がより迅速かつ正確に行うことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の列車事故回避システムの実施形態を図１を参照して説明する。この実施形態の列車事故回避システム１は、予め定められた範囲を撮像し、監視するＴＶカメラ２と、信号処理手段３と、判定手段４と、ＴＶカメラ２が列車軌道に障害物を発見したとき緊急情報を出力する緊急情報出力手段５とからなる。列車事故回避システム１は、列車軌道に侵入した障害物を発見し、事故が発生しないように高速で対処するために中央監視装置６により自動的に制御される。この中央監視装置６は、記憶装置７に記憶された制御プログラムにより次のように制御する。
【００２０】
ＴＶカメラ２は、予め定められた範囲例えばプラットホーム１１の敷地１２内に敷設された列車軌道１３を全長に渉って監視するように１台又は複数台設けられる。図１では１台設置され、このＴＶカメラ２の撮像エリアは、列車１４の前方の列車軌道１３とプラットホーム１１である。
【００２１】
プラットホーム１１と列車軌道１３を監視するためのＴＶカメラ２の設定手段は、ＴＶカメラ２の高さ、撮像方向などを調整することにより可能となる。ＴＶカメラ２は、ＩＴＶカメラ、カラーＴＶカメラ、白黒ＴＶカメラ、赤外線ＴＶカメラ、暗視ＴＶカメラなど撮像環境に応じて適宜選択して利用される。ＴＶカメラ２は、予め定められた範囲であるプラットホーム１１の敷地１２内をより高精度に監視する場合には複数台設置される。
【００２２】
複数台のＴＶカメラ２の設置位置は、各ＴＶカメラ２ともに狭角の光学レンズを使用したもので、プラットホーム１１の敷地１２内を複数に分割し、分割された各エリアを１台毎のＴＶカメラ２が分担する。このように割り当てることにより複数台のＴＶカメラ２によってプラットホーム１１の全域を監視することができる。監視とは、列車の走行に対して支障となる障害物が列車軌道に侵入したとき、この侵入したことを検知し、出力することをいう。
【００２３】
障害物とは、許可されずに列車軌道に侵入し、列車の走行に支障となるものである。列車の走行に支障とならない大きさの鳥、虫、紙屑などの塵、猫などの侵入は、対象外で障害物ではない。列車の走行に支障となるものには、列車軌道の線路上に並べられた石、落石、土砂崩れ、人体、自動車、大きな荷物などがある。
【００２４】
信号処理手段３は、列車軌道１３をＴＶカメラ２により撮像した画像信号において障害物の無い正常状態の画像に、変化の有無を監視する画像信号の変化検出手段である。特に、列車軌道１３の正常状態の画像信号は、常時小石の堰堤と枕木、線路以外全く変化の無い静止画の信号である。変化の有無は、この正常状態に人間が侵入したり、鳥が飛んできたり、犬が侵入したり、紙屑が風でとんできたりして画像信号が変化するか、しないかをいう。
【００２５】
信号処理手段３の構成は、次の通りである。ＴＶカメラ２出力の画像信号は、Ａ／Ｄ変換回路１６に供給されてデジタル信号に変換されたのち、記憶装置１７に所定時間例えば１フレームの画像信号が記憶される。この記憶装置１７に記憶された所定時間前の画像信号（１フレーム前の画像信号）と、今撮像した画像信号とは、比較回路１８に供給され、比較回路１８は、画像信号の変化の有無を判定して、変化の有無を出力する。このように信号処理手段３は、Ａ／Ｄ変換回路１６、記憶装置１７、比較回路１８とから変化情報の有無を出力するように構成されている。
【００２６】
判定手段４は、列車軌道１３の画像信号において発生した変化情報が、予め記憶された障害物に該当するかどうかを自動的に判定する。判定手段４には、予め多数の障害物パターンが記憶されている記憶装置２０が設けられている。上記変化情報は、記憶装置２０に記憶された多数のパターンと比較回路２１で比較され、比較回路２１は障害物のパターンと一致したとき、障害物に該当すると判定して障害物発生情報を出力する。障害物のパターンには、例えば幼児、子供、大人の各パターン、その人の行動パターン、石、荷物などの落下物のパターン、落下中のパターンなどが、大きさ、形状を変えたパターン、自動車のパターンなどがある。これらのパターンは、記憶装置２０に辞書として記憶される。
【００２７】
緊急情報出力手段５は、障害物発生情報が入力されると、プラットホーム１１に進入しつつある至近の列車１４に対して停止させるための緊急情報を送信する。緊急情報は、走行中の列車１４に対して減速又は急停車させる内容である。さらに、緊急情報は、同時に駅事務所２６、プラットホーム１１にいる駅職員２７、列車指令所２８にも同一情報が送信される。
【００２８】
次に、列車事故回避動作の実施例を図１、図２を参照して説明する。図２は、図１の制御系の詳細を説明するための回路構成図で、この回路構成図は、母線８にＴＶカメラ２、信号処理手段３、判定手段４、緊急情報出力手段５、中央監視装置６、記憶装置７などが接続された図である。
【００２９】
ＴＶカメラ２は、常時予め定められた図１に示す列車軌道１３を連続監視する。あるとき、プラットホーム１１の列車軌道１３上へ障害物例えば人が落下した場合、連続監視しているＴＶカメラ２は、落下した人を撮像し、その画像信号を信号処理手段３に入力する。
【００３０】
信号処理手段３において、落下した人の画像信号は、Ａ／Ｄ変換回路１６によりデジタル信号に変換されて、記憶装置１７に画像信号情報として記憶されると、ともに比較回路１８に入力される。比較回路１８は、直ちに列車軌道１３に落下物が発生した変化有りの画像信号情報を判定手段４に入力する。
【００３１】
判定手段４は、比較回路２１にて記憶装置２０に記憶された落下物パターンと比較、照合して人が落下したとの一致した情報を緊急情報出力手段５に入力する。緊急情報出力手段５は、直ちに人が列車軌道１３に落下したことを内容とした緊急情報を、無線電波によりプラットホーム１１に進入しようとしている列車１４に対して送信する。
【００３２】
列車１４の運転手は、この緊急情報を受信した表示画面を見ることにより、緊急停止操作を実行する。上記緊急情報出力手段５が発信する緊急情報は、運転手の認識の有無に関わらず自動的に急ブレーキを作動させる緊急停止情報を発信するようにしてもよい。このとき緊急停止情報により急ブレーキを作動させたという内容は、運転手の表示パネルに表示することができる。
【００３３】
列車１４に対しての緊急情報の送信手段は、無線電波の他、光通信がある。緊急情報の送信は、列車１４ばかりでなく、同時に駅事務所２６、プラットホーム１１にいる駅職員２７、列車指令所２８にも行われる。駅事務所２６、駅職員２７、列車指令所２８への送信は、有線又は無線等何れでもよい。
【００３４】
上記実施例では、緊急停止情報を緊急情報出力手段５から列車１４に対して直接送信した例について説明したが、緊急情報出力手段５から列車指令所２８、駅事務所２６、駅職員２７に緊急停止情報を送信し、列車指令所２８、駅事務所２６、又は駅職員２７から列車１４に緊急停止情報を送信してもよい。
【００３５】
次に、列車事故回避システム１の監視精度を向上させるために、複数台例えば２台のＴＶカメラ２ａ，２ｂによる監視の実施形態を図３を参照して説明する。図１、図２と同一部分には、同一符号を付与し、説明が重複するので詳細な説明を省略する。
【００３６】
２台のＴＶカメラ２ａ，２ｂは、夫々プラットホーム１１の敷地１２内で列車軌道１３を撮像エリアとし、同一監視エリアを夫々異なるロケーションで撮像するように設置される。２台のＴＶカメラ２ａ，２ｂによる夫々異なるロケーションの撮像手段は、例えばプラットホーム１１の両端部側に夫々図３に示すようにＴＶカメラ２ａ，２ｂを設置した撮像である。
【００３７】
さらに、次に説明するようにさらに監視の信頼性を高くすることもできる。各ＴＶカメラ２ａ，２ｂによる撮像出力の各画像信号は、各信号処理手段３ａ，３ｂにて画像信号の変化の有無を検出し、各信号処理手段３ａ，３ｂが変化有りを検出すると、その画像信号を各判定手段４ａ，４ｂに入力する。各判定手段４ａ，４ｂは、上記変化した画像信号が何であるか判定例えば人を判定して演算手段３０に入力する。演算手段３０は、各判定手段４ａ，４ｂから人が入力されると、ＡＮＤ演算して人が列車軌道１３に落下した情報を緊急情報出力手段５に入力する。即ち、演算手段３０は、ロケーションの異なる複数例えば２台のＴＶカメラ２ａ，２ｂが人の落下情報を出力する。このようにロケーションの異なる２台のＴＶカメラ２ａ、２ｂに同一検出結果を出力することは、より正確な、信頼性の高い情報を出力することになる。
【００３８】
緊急情報出力手段５は、人の落下が正確な情報であると認識して、列車１４に対して緊急停止情報を送信し、強制的に列車の急ブレーキ操作させ、列車１４を停止させる。緊急停止情報の送信は、列車１４ばかりでなく、同時に駅事務所２６、プラットホーム１１にいる駅職員２７、列車指令所２８にも行われる。これらの列車事故回避制御は、記憶装置７に記憶された制御プログラムにより動作する中央監視装置６により行われる。この結果、列車軌道１３に落下した人は、救助される。このように走行中の列車を急停車させることは、２次災害の危険性もあるため、より正確な情報が必要である。
【００３９】
また、３台以上のＴＶカメラにより夫々異なるロケーションでの撮像は、例えば１台のＴＶカメラの視野が遮られたり、故障したりしても、他の複数のＴＶカメラの出力で事故を確認し、事故回避することもできるので信頼性が高く、より正確に、見逃すことなく障害物を検出することができる。
【００４０】
さらに、２台のＴＶカメラ２ａ，２ｂによる障害物撮像の他の用途は、２台のＴＶカメラ２ａ，２ｂの画像信号を信号処理することにより、障害物の位置の測距を可能にする。障害物の位置を測定できることは、障害物と列車間の距離を認識することができ、列車に対して減速か、停止か、急ブレーキか指示内容を選別することができる。
【００４１】
次に、列車事故回避システム１の監視精度を向上させるために、図１で説明したＴＶカメラ２の設置と、さらに監視センサ３３ａ〜３３ｅを配設した場合の実施形態を、図４を参照して説明する。図１と同一部分には、同一符号を付与して、説明が重複するので詳細な説明を省略する。
【００４２】
この実施形態は、ＴＶカメラ２の監視により異常を発見した場合、別に設置された他の監視手段例えば監視センサ３３ａ〜３３ｅを起動させて上記異常について、より細部の監視を行うケースである。
【００４３】
図４では、１台のＴＶカメラ２をプラットホーム１１およびプラットホーム１１に沿って設けられた列車軌道１３の全範囲を撮像エリアとするように設置する。勿論、ＴＶカメラ２は、複数台設置してもよい。監視センサ３３ａ〜３３ｅは複数個設置し、この複数個の監視センサは、ＴＶカメラ２の撮像エリアである列車軌道１３を監視するように多数の監視センサ３３ａ〜３３ｅが配置されたものである。
【００４４】
この監視センサ３３ａ〜３３ｅは、例えばホトカプラの構成で、光源としての発光ダイオードと、光電変換手段としてのホトダイオードとの光結合を１セットとして、このセットを複数セット配置した構成である。図５に示すように、ホトカプラ３４は、発光ダイオード３５からの光路３６にホトダイオード３７を設置したタイプがある。他のタイプは、図６に示すように発光ダイオード３５とホトダイオード３７とを並べて配置したホトカプラ３４の発光ダイオード３５からの光路３６に反射体３８を設置したタイプとがある。光路３６のエリアが監視エリア３９である。この監視エリア３９としては、例えば列車軌道１３が対象である。
【００４５】
これらのホトカプラ３４が張り巡らされたホトカプラ３４の光路３６にプラットホーム１１から飛び込んだ人がいた場合、光路３６が遮断されることにより、当該ホトダイオード３７の光検出信号が無くなり、この光検出信号が無くなったホトダイオード３７の数から飛び込んだ人の大きさを検出することができる。即ち、ホトカプラ３４は、人がいる情報、飛び込んだ人の位置情報、飛び込んだ人の大きさなどの情報を出力する。
【００４６】
例えば図４に示す監視センサ３３ｃおよび監視センサ３３ｄに相当するホトダイオード３７の光電変換出力信号が零ｖになったと仮定すると、信号処理手段４５ａ〜４５ｅのうち信号処理手段４５ｃ、信号処理手段４５ｄは、零ｖに変化した情報を判定手段４６に出力する。判定手段４６は、零ｖに変化した情報を出力したのが信号処理手段４５ｃ、信号処理手段４５ｄであるという情報から列車の走行に障害があるかどうかを判断する。判定手段４６は、例えば、予め列車の走行に障害とならない鳥や紙屑などの異物の大きさを設定値としてメモリに記憶しておき、この設定値と比較し、設定値以上の出力があったとき障害物と判定する。設定値以上の出力とは、監視センサ３３ａ〜３３ｅの出力電圧が、零電圧に変化した監視センサ３３ａ〜３３ｅの数である。判定手段４６が障害物と判断したとき判定手段４６は、緊急情報出力手段５に障害物検出情報を出力する。
【００４７】
緊急情報出力手段５は、さらに、この飛び込んだ人の位置の情報と、列車１４の位置情報から列車１４への緊急停止情報の内容が、緊急停止情報か、停止情報かなど区別することができる。緊急停止情報は、例えば急ブレーキを掛けることであり、停止情報は例えばブレーキを掛けることである。列車１４には、多数の乗客が乗車しており、急ブレーキを掛けることは、２次災害の発生を招く可能性があるため、慎重に停止させる必要がある。
【００４８】
即ち、この列車事故回避システム１は、列車軌道１３上に飛び込んだ者がいたと仮定すると、飛び込み者がプラットホーム１１上にいたときから、その移動をＴＶカメラ２で監視する。このＴＶカメラ２が異常な行動をする飛び込み者の移動を信号処理手段３でムービングターゲットの画像信号として捕らえ、列車軌道１３上に飛び込んだ者がいたことを発見する。即ち、ＴＶカメラ２による撮像出力の画像信号は、信号処理手段３にて画像信号の変化の有無を検出し、信号処理手段３が変化有りを検出すると、その画像信号を判定手段４に入力する。判定手段４は、上記変化した画像信号が何であるか判定して、緊急情報出力手段５および監視センサ３３ａ〜３３ｅに入力する。
【００４９】
監視センサ３３ａ〜３３ｅは、飛び込み者がいる位置と飛び込み者の大きさの情報を出力する。この位置情報は、緊急情報出力手段５に入力され、緊急情報出力手段５は、列車１４に緊急停止情報又は停止情報を送信して、列車１４を緊急停止させる。緊急停止情報又は停止情報の送信は、列車１４ばかりでなく、同時に駅事務所２６、プラットホーム１１にいる駅職員２７、列車指令所２８にも行われる。これらの列車事故回避制御は、記憶装置７に記憶された制御プログラムにより動作する中央監視装置６により行われる。
【００５０】
飛び込み者がプラットホーム１１上から列車軌道１３上に移動した径路画像信号は、レーダのように、プラットホーム１１と列車軌道１３を予め背景情報として入力しておくことにより、表示装置に表示した場合飛び込み者の移動が明確にわかる。
【００５１】
判定手段４６は、記憶されたパターンから上記飛び込み者のプラットホーム１１上での移動径路を異常と予測した判定をできれば、そのとき緊急情報出力手段５は列車１４に対して減速指令例えば５０ｋｍ／ｈを出力する。減速後、プラットホーム１１から飛び降りても列車１４は、緊急停止でき、事故から回避できる。
【００５２】
また、上記ＴＶカメラ２としては、立体画像撮影用ＴＶカメラを使用ことも可能である。立体画像撮影用ＴＶカメラは、遠近感情報を得ることができるので、表示装置に表示したとき列車軌道１３のプラットホーム１１側か、外側かなどの情報を出力することができる。
【００５３】
地方の駅や、駅間、踏切などのように夜間比較的暗い列車軌道（線路）の場合は、赤外線ＴＶカメラ又は暗視ＴＶカメラを使用することのより、より高画質の画像信号を得ることができる。
【００５４】
次に、比較的低価格で、監視精度が高い列車事故回避システム１の実施形態を、図７を参照して説明する。図１、図４と同一部分には、同一符号を付与し、説明が重複するので詳細な説明を省略する。
【００５５】
図７は、図４の監視センサ３３ａ〜３３ｅを集音装置５０ａ〜５０ｅ例えばマイクロホンを複数個配置してプラットホーム１１から列車軌道１３への落下者の位置を判定できるようにした実施形態である。この実施形態は、障害物である落下物が、人体であればおどろきの声例えば「ワー」「キャー」とか、救助を求める声、石とかごみなどの物であれば「ドスン」とか、「ゴロゴロ」とか、「ザワザワ」とか、大きな音が発生するので、これらの発生音を障害物検出の有力情報として集音し、列車の事故を防止するケースである。
【００５６】
列車軌道１３に沿って複数個予め定められた間隔で配列された各集音装置５０ａ〜５０ｅは、障害物が落下すると、落下位置からの距離に応じた音―電気変換量の電気信号を出力する。これら各集音装置５０ａ〜５０ｅ出力の電気信号分布は、信号処理手段５１に入力される。各集音装置５０ａ〜５０ｅの出力信号のＳ／Ｎ比が悪い場合、落下物の無い直前の各集音装置５０ａ〜５０ｅ出力電圧波形と、落下物が発生したときの各集音装置５０ａ〜５０ｅ出力電圧波形との差演算することにより、信号処理手段５１は、Ｓ／Ｎ比のよい落下物の発生信号を出力する。信号処理手段５１は、最大電気信号を出力した集音装置５０ｂが落下位置であることを判定手段５２に出力する。
【００５７】
判定手段５２には、予め走行する列車の障害となる落下物と障害とならない異物と区別した音量の電気信号が閾値として記憶されており、判定手段５２は、この記憶された閾値と上記集音装置５０ｂの電気信号と比較することにより、障害物かどうかを出力する。判定手段５２には、人間や物などが落下したときの「ワー」「キャー」などの音を集音装置５０ｂのマイクロホンにより異常音や救助を求める声等を集音し、これらの特徴とする周波数、人間の落下パターンの信号として、予め辞書として記憶装置に記憶されている。人間の落下パターンは、例えば「ワー」「キャー」落下音などの周波数、音量、声紋である。記憶された設定値の周波数や落下音等の信号と集音装置５０ｂ出力の集音信号と照合し、合致したとき異常発生と判断して列車１４に対して緊急情報出力手段５を介して緊急停止情報を出力する。
【００５８】
判定手段５２は、障害物と判断すると緊急情報出力手段５に障害物検出情報を入力する。障害物検出情報を受信した緊急情報出力手段５は、列車１４、列車指令所２８、駅事務所２６、駅職員２７に緊急停止情報を出力する。この結果、列車１４は、緊急停止する。
【００５９】
即ち、この実施形態の列車事故回避システム１は、列車軌道１３上に落下物があったと仮定すると、この落下物をＴＶカメラ２が検出する。即ち、ＴＶカメラ２による撮像出力の落下物の画像信号は、信号処理手段３にて落下物の画像信号の変化の有無を検出し、信号処理手段３が落下物有りを検出すると、その画像信号を判定手段４に入力する。判定手段４は、上記変化した落下物の画像信号が何であるか判定して、緊急情報出力手段５および集音装置５０ａ〜５０ｅに入力する。
【００６０】
集音装置５０ｂは、落下物がある位置の情報を信号処理手段５１に入力する。この位置の情報は、判定手段５２に入力され、判定手段５２は障害物と判定して、緊急情報出力手段５に入力する。緊急情報出力手段５は、列車１４に緊急停止情報又は停止情報を送信して、列車１４を緊急停止させる。これらの列車事故回避制御は、記憶装置７に記憶された制御プログラムにより動作する中央監視装置６により行われる。
【００６１】
次に、比較的重量物が落下したときの監視精度が高い列車事故回避システム１の実施形態を、図８を参照して説明する。図１、図７と同一部分には、同一符号を付与して、説明が重複するので詳細な説明を省略する。図８は、図７の集音装置５０ａ〜５０ｅを圧電体センサ５６ａ〜５６ｅに変えて列車軌道１３に複数個予め定められた間隔で配列し、プラットホーム１１からの落下者の位置を判定できるようにした実施形態である。この実施形態は、列車軌道１３を監視エリアとして線路間の枕木上に圧電体センサ５６ａ〜５６ｅを配列して落下物を検出する。
【００６２】
この圧電体センサ５６ａ〜５６ｅは、例えば列車軌道１３に誤って人が落下したと仮定すると、その体重が係った部分の例えば圧電体センサ５６ｂ，５６ｃは、体重に相当する機械―電気変換量の電気信号を出力する。この圧電体センサ５６ｂ，５６ｃの出力電圧は、荷重に比例し、落下物を推定することができる。
【００６３】
これら各圧電体センサ５６ａ〜５６ｅ出力の電気信号分布は、信号処理手段５７に入力される。各圧電体センサ５６ａ〜５６ｅの出力信号のＳ／Ｎ比が悪い場合、落下物の無い直前の当該圧電体センサ５６ａ〜５６ｅの出力電圧波形と落下物が発生したときの圧電体センサ５６ａ〜５６ｅの出力電圧波形との差演算をすることにより、信号処理手段５７は、Ｓ／Ｎ比のよい落下物の出力信号を出力する。
【００６４】
信号処理手段５７は、電気信号を出力した圧電体センサ５６ｂ，５６ｃが落下位置であることを判定手段５８に出力する。
【００６５】
判定手段５８には、予め走行する列車の障害となる落下物と障害とならない異物と区別した荷重の電気信号が閾値として入力されており、判定手段５８は、この閾値と上記圧電体センサ５６ｂ，５６ｃの電気信号と比較することにより、障害物かどうかを出力する。
【００６６】
判定手段５８は、障害物と判断すると緊急情報出力手段５に障害物検出情報を出力する。障害物検出情報を受信した緊急情報出力手段５は、列車１４、列車指令所２８、駅事務所２６、駅職員２７に緊急停止情報を出力する。この結果、列車１４は、緊急停止し、事故回避する。
【００６７】
即ち、この列車事故回避システム１は、プラットホーム１１の敷地１２内の列車軌道１３上に落下物があったと仮定すると、この落下物をＴＶカメラ２が検出する。即ち、ＴＶカメラ２による撮像出力落下物の画像信号は、信号処理手段３にて落下物の画像信号の有無を検出し、信号処理手段３が落下物有りを検出すると、その画像信号を判定手段４に入力する。判定手段４は、上記落下物の画像信号が何であるか判定して、緊急情報出力手段５および圧電体センサ５６ａ〜５６ｅに入力する。圧電体センサ５６ｂ，５６ｃは、落下物の位置および荷重の情報を出力する。この位置および荷重の情報は、判定手段５８に入力され、判定手段５８は、予め設定された閾値と比較して障害物と判定すると、緊急情報出力手段５に障害物落下情報を出力する。緊急情報出力手段５は、列車１４に緊急停止情報又は停止情報又は減速情報を送信して、列車１４を減速又は停止又は緊急停止させ、事故を回避する。これらの列車事故回避制御は、記憶装置７に記憶された制御プログラムにより動作する中央監視装置６により行われる。
【００６８】
次に、落下を予測して列車事故を回避する実施形態を、図９を参照して説明する。図１と同一部分には、同一符号を付与して、説明が重複するので詳細な説明を省略する。この実施形態は、列車軌道１３に障害物が進入するのを事前に検出するように複数本のホトカプラを設備して列車事故を回避するケースである。図９はプラットホーム１１から列車軌道１３に人が落下するのを、落下する前に検出して列車１４の走行速度を減速又は停止制御する実施例である。
【００６９】
内側ホトカプラ６１の光路６２は、プラットホーム１１に設けられた黄色帯６３部分に設ける。光路６２の高さは、人間ばかりでなく、荷物などの障害物の検出を考慮して３０ｃｍ〜５０ｃｍが望ましい。中間ホトカプラ６４は、プラットホーム１１の黄色帯６３とプラットホーム１１の側縁部６５の中間位置に光路６６を設ける。さらに、プラットホーム１１の側縁部６５の近傍例えば側縁部６５の外側に外側のホトカプラ６８の光路６９を設ける。光路６６および光路６９の高さは、光路６２と同一高さの３０ｃｍ〜５０ｃｍが望ましい。光路６２、光路６６および光路６９の高さは、夫々異なる高さでもよい。
【００７０】
この実施例のホトカプラ６１，６４，６８は、光源として夫々半導体レーザ７１を使用し、各半導体レーザ７１の光路６２，６６，６９に夫々受光側の光電変換素子としてホトダイオード７２を設置する。ホトカプラの数は、３本の実施例であるが、１本でもよいし、３本以上多数でもよい。各半導体レーザ７１および各ホトダイオード７２は、同一高さであるため１枚の支板７３，７４に取着されている。支板７３，７４は、プラットホーム１１の外側に設置される。
【００７１】
ホトカプラ６１，６４，６８の動作は、列車１４がプラットホーム１１に入線する案内放送と同時にスイッチオンし、当該プラットホーム１１で列車が停車したときスイッチオフすることが望ましい。各ホトダイオード７２の出力は、信号処理手段３に入力される。信号処理手段３は、各ホトダイオード７２の出力を監視し、出力信号が零になったホトカプラ６１，６４，６８が発生すると、落下事故予測情報として判定手段４に入力する。
【００７２】
判定手段４は、例えばプラットホーム１１から落下者が発生する可能性があると判定する場合、この落下者がプラットホーム１１の内側から移動するため、ホトカプラ６１，６４，６８の順に出力信号「無し」、「有り」の断続パターンを発生し、落下したと判定する。ホトカプラ６１，６４，６８の断続パターンは、予め記憶装置に記憶されており、判定手段４は、記憶装置７５に記憶された断続パターンと照合することにより一致したとき落下事故予測情報を出力する。
【００７３】
判定手段４の出力する落下事故予測情報は、緊急情報出力手段５に入力され、緊急情報出力手段５は、緊急停止情報を列車１４、列車指令所２８、駅事務所２６、駅職員２７に出力すると、ともに列車１４を停止させる。これらの列車事故回避制御は、記憶装置７に記憶された制御プログラムにより動作する中央監視装置６により行われる。
【００７４】
記憶装置７５に記憶された断続パターンの実施例は、次の通りである。
列車の入線案内後、ホトカプラ６１，６４，６８の動作が開始する。黄色帯６３であるホトカプラ６１を跨ぐ人がいたとすると、半導体レーザ７１からのレーザ光が遮断され、ホトカプラ６１のホトダイオード７２の出力が無くなる。このとき、緊急情報出力手段５は、落下事故予測情報として列車１４に対して５０ｋｍ／ｈ以下の速度に減速させる減速信号を送信し、列車１４を減速させる。続いて、ホトカプラ６１のホトダイオード７２に出力信号が発生し、ホトカプラ６４のホトダイオード７２の出力信号が無くなったとき、緊急情報出力手段５は、落下事故予測情報として列車１４に対して１０ｋｍ／ｈ以下の速度に減速させる減速信号を送信し、列車１４を減速させる。
【００７５】
続いて、ホトカプラ６４のホトダイオード７２に出力信号が発生し、ホトカプラ６８のホトダイオード７２の出力信号が無くなったとき、緊急情報出力手段５は、落下事故予測情報として列車１４に対して緊急停止情報を送信し、列車１４を停止させる。この結果、列車は、プラットホーム１１に入線しないため、列車事故を回避することができる。ホトカプラ６１，６４，６８を跨ぐ速度が速いときには、直ちに落下事故予測情報として緊急停止情報を列車１４に送信し、急ブレーキを掛けて、列車１４を停止させ、事故を回避する。
【００７６】
この実施例においては、ホトカプラ６１の検出で終了する場合、列車１４は、列車軌道１３内に５０ｋｍ／ｈ以下の速度で入線することになる。新幹線の入線時駅の側縁に鉄の柵が形成されるが、ホトカプラ６１は、この柵の機能がある。
【００７７】
上記各実施形態では、列車軌道としてプラットホーム１１での列車事故を回避するケースについて説明した、駅間の列車軌道、踏切、高架下、トンネル等など同様に実施できることは説明するまでもないことである。
【００７８】
また、上記説明では、ＴＶカメラを用いた例について説明したが、スチールカメラによる静止画を利用することも有効である。
【００７９】
上記各実施形態間で組み合わせた列車事故回避システムを構成することができることは説明するまでもないことである。特に図４、図７、図８、図９における各センサ系は、図１、図２の列車事故回避システムと組み合わせることができる。
【００８０】
上記実施形態によれば、プラットホームの列車軌道上、踏切、高架下およびトンネル等に侵入した乗客や落下物等の障害物や異常を連続的に監視し、万一異常が発生した場合には速やかに、進入する列車を停止させ及ぴ関連部署や人へ連絡することが可能となり、列車車故を回避できる。さらに、列車軌道への障害物の侵入を自動的に検出し、必要に応じて列車の減速、緊急停止など自動的に制御することができる。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、列車に対する障害物か否かの判定をより正確化し、走行中の列車への緊急情報の送信を自動的に行うようにした列車事故回避システムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る列車事故回避システムの実施形態を説明するための構成図。
【図２】図１の回路構成図を拡大して示す回路構成図。
【図３】図１の他の実施形態を説明するための列車事故回避システム構成図。
【図４】図１の実施形態を説明するための列車事故回避システム構成図。
【図５】図４の監視センサの実施例を説明するための回路構成図。
【図６】図５の他の実施例を説明するための回路構成図。
【図７】図４の他の実施形態を説明するための列車事故回避システム構成図。
【図８】図７の他の実施形態を説明するための列車事故回避システム構成図。
【図９】図１の他の実施形態を説明するための列車事故回避システム構成図。
【符号の説明】
１…列車事故回避システム、２，２ａ，２ｂ…ＴＶカメラ、３，３ａ，３ｂ，４５ａ〜４５ｅ，５１，５７…信号処理手段、４，４ａ，４ｂ，４６，５２，５８…判定手段、５…緊急情報出力手段、６…中央監視装置、７，１７，２０，７５…記憶装置、８…母線、１１…プラットホーム、１２…敷地、１３…列車軌道、１４…列車、１６…Ａ／Ｄ変換回路、１８，２１…比較回路、２６…駅事務所、２７…駅職員、２８…列車指令所、３０…演算手段、３３ａ〜３３ｅ…監視センサ、３４…ホトカプラ、３５…発光ダイオード、３６，６２，６６，６９…光路、３７．７２…ホトダイオード、３８…反射板、３９…監視エリア、５０ａ〜５０ｅ…集音装置、５５…枕木、５６ａ〜５６ｅ…圧電体センサ、６１…内側ホトカプラ、６３…黄色帯、６４…中間ホトカプラ、６５側縁部、６８…外側ホトカプラ、７１…半導体レーザ、７３，７４…支板。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention continuously monitors the intrusion of obstacles such as passengers and fallen objects that have fallen on train tracks such as platforms, railroad crossings, underpasses, and tunnels, and promptly enters a train that enters when obstacles are found. Train accident avoidance system that stops trains to avoid accidents.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, monitoring of train tracks such as platforms, railroad crossings, underpasses, tunnels, and mountainous areas has been performed by direct visual confirmation by station staff, etc., and monitoring information on train tracks captured by TV cameras is displayed on TV monitors. The station staff observes the TV monitor and performs indirect visual confirmation. In a system in which station staff discovers anomalies on the train track by such visual confirmation, the station staff can perform actions such as turning on a red lamp, presenting a red flag, and igniting a smoke canister in a train entering a human system. The driver took a long time to overlook or notice, and was slow to act, causing a serious accident.
[0003]
Also, continuous monitoring of all locations is limited by human ability and physical strength, and it is not practical to secure a large number of station staff.
[0004]
In response to this point, means for monitoring the train track with a TV camera, detecting the occurrence of an abnormality from the image signal output from the TV camera, and automatically communicating with the train driver wirelessly have begun to be put into practical use. .
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, it is difficult to detect obstacles to the running of the train, and still painful personal injury continues in the station premises. When a personal injury occurs, the trains on the adjacent train tracks have been stopped for a long time, which has inconvenienced many passengers.
[0006]
The present invention has been made in order to solve such a conventional problem, and more accurately determines whether or not an obstacle to a train, and automatically transmits emergency information to a running train. The aim is to provide an avoidance system.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a train accident avoidance system having the following configuration.
[0008]
That is, the train accident avoidance system according to claim 1 stores a camera provided to monitor a predetermined range of a train track and an image signal of the camera output connected to an output of the camera at predetermined time intervals. A storage device that performs image signal change detection means for detecting the presence or absence of a change in the image signal by comparing the image signal output from the camera with the image signal before a predetermined time stored in the storage device; When the change detecting means detects a change in the image signal, a determining means for determining whether the changed image signal corresponds to an obstacle to the running train, and the determining means corresponds to an obstacle to the train When the determination is made, the information processing apparatus further comprises emergency information output means for outputting emergency information for decelerating or stopping the running train entering the predetermined range. According to the first aspect of the present invention, it is possible to determine whether or not the train corresponds to an obstacle, and to automatically transmit emergency information to the running train.
[0009]
The train accident avoidance system according to claim 2 is characterized in that a plurality of the cameras are provided. According to the second aspect of the invention, it is possible to automatically transmit emergency information to a running train.
[0010]
4. The train accident avoidance system according to claim 3, wherein the emergency information is obtained by capturing the monitoring of the train trajectory by the camera with a plurality of cameras at different locations in the same monitoring range, and outputting image signals of at least two or more cameras. Is output when the above-mentioned change is detected. According to the third aspect of the present invention, it is possible to more accurately determine whether or not the traveling train is an obstacle.
[0011]
The train accident avoidance system according to claim 4 is characterized in that the emergency information is output when an image of a predetermined size or more is detected in the image signal output from the camera. According to the invention of claim 4, it is possible to more accurately determine whether or not the traveling train is an obstacle.
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, in the train accident avoidance system, the emergency information is output when a moving route image of a train obstacle predetermined in a camera output image signal is detected. According to the invention of claim 5, it is possible to take a safety measure for a passenger who is expected to be in danger.
[0013]
7. The train accident avoidance system according to claim 6, wherein a monitoring sensor monitors a predetermined range of a train track in addition to the camera, and the emergency information is a monitoring sensor after detecting a change in an image signal output from the camera. It is characterized in that the presence or absence of an abnormality in the output signal is detected, and the output is performed when the presence or absence of the abnormality is detected. According to the invention of claim 6, it is possible to more accurately determine whether or not the train is an obstacle to the traveling train.
[0014]
The train accident avoidance system according to claim 7, further comprising: a sound collector provided to monitor a predetermined range of the train track in addition to the camera; and a fault sound signal of an operation that hinders train operation in advance. When the change detection means of the image signal detects a change in the image signal, the sound signal output from the sound collector is compared with the obstacle sound signal read from the storage device. Signal processing means for detecting the presence or absence of the matched voice signal, and emergency information output for outputting emergency information for decelerating or stopping the running train when the signal processing means detects the presence of the matched voice signal. Means. According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to more quickly and accurately determine whether or not an obstacle to a running train is present with less expensive equipment.
[0015]
The train accident avoidance system according to claim 8 is characterized in that the obstacle sound signal is a sound signal such as a preset frequency, a falling sound, a voice calling for rescue, and a surprised voice. According to the invention of claim 8, it is possible to more quickly and accurately determine whether or not the train is an obstacle to the traveling train.
[0016]
The train accident avoidance system according to claim 9 is characterized in that the predetermined range of the train track is a platform, a railroad crossing, an underpass, a tunnel, and a mountainous area. According to the ninth aspect of the present invention, it is possible to more quickly and accurately determine whether or not an obstacle is present for a train traveling on a train track in these areas.
[0017]
In the train accident avoidance system according to a tenth aspect, the TV camera is a stereoscopic camera, an infrared camera, or a night vision camera. According to the tenth aspect of the present invention, it is possible to determine an obstacle regardless of day or night and weather.
[0018]
The train accident avoidance system according to claim 11 is characterized in that the camera is a TV camera. According to the eleventh aspect, it is possible to more quickly and accurately determine an obstacle using a moving image.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of the train accident avoidance system of the present invention will be described with reference to FIG. The train accident avoidance system 1 according to this embodiment captures an image of a predetermined range and monitors the TV camera 2, the signal processing unit 3, the determination unit 4, and the TV camera 2 that have found an obstacle in the train track. And emergency information output means 5 for outputting emergency information. The train accident avoidance system 1 is automatically controlled by the central monitoring device 6 in order to detect an obstacle that has entered the train track and to deal with the accident at high speed so that an accident does not occur. The central monitoring device 6 controls the control program stored in the storage device 7 as follows.
[0020]
One or a plurality of TV cameras 2 are provided so as to monitor a train track 13 laid in a predetermined range, for example, a site 12 of the platform 11 over the entire length. In FIG. 1, one TV camera 2 is installed, and the imaging area of the TV camera 2 is a train track 13 and a platform 11 in front of a train 14.
[0021]
The setting means of the TV camera 2 for monitoring the platform 11 and the train track 13 becomes possible by adjusting the height, the imaging direction, and the like of the TV camera 2. The TV camera 2 is appropriately selected and used according to an imaging environment such as an ITV camera, a color TV camera, a black and white TV camera, an infrared TV camera, and a night vision TV camera. A plurality of TV cameras 2 are installed when monitoring the site 12 of the platform 11, which is a predetermined range, with higher accuracy.
[0022]
The installation position of the plurality of TV cameras 2 is such that each TV camera 2 uses a narrow-angle optical lens, divides the site 12 of the platform 11 into a plurality, and divides each divided area into a TV set for each TV. The camera 2 shares. By allocating in this manner, the entire area of the platform 11 can be monitored by the plurality of TV cameras 2. The monitoring means that when an obstacle that hinders the running of the train enters the train track, the detection and output of the entry are detected.
[0023]
An obstacle is one that enters a train track without permission and hinders running of the train. Intrusion of birds, insects, dust such as paper scraps, cats, and the like that are not obstructive to the running of the train is not an object and is not an obstacle. The obstacles to the running of the train include stones, falling rocks, landslides, the human body, cars, and large luggage arranged on the railroad tracks.
[0024]
The signal processing unit 3 is a change detection unit of an image signal for monitoring whether there is a change in an image in a normal state without any obstacle in an image signal obtained by capturing the train track 13 by the TV camera 2. In particular, the image signal in the normal state of the train track 13 is a signal of a still image that does not change at all except for pebbles, sleepers, and tracks. The presence or absence of a change refers to whether or not the image signal changes due to the invasion of a human, a bird flying, a dog invading, or paper dust flying in the wind in the normal state.
[0025]
The configuration of the signal processing means 3 is as follows. The image signal output from the TV camera 2 is supplied to an A / D conversion circuit 16 and converted into a digital signal, and then, for example, an image signal of one frame is stored in a storage device 17 for a predetermined time. The image signal of a predetermined time before (the image signal of one frame before) stored in the storage device 17 and the image signal that has just been captured are supplied to a comparison circuit 18, and the comparison circuit 18 determines whether the image signal has changed. Is determined, and the presence or absence of a change is output. As described above, the signal processing unit 3 is configured to output the presence or absence of change information from the A / D conversion circuit 16, the storage device 17, and the comparison circuit 18.
[0026]
The determination means 4 automatically determines whether the change information generated in the image signal of the train track 13 corresponds to a previously stored obstacle. The determination unit 4 is provided with a storage device 20 in which a large number of obstacle patterns are stored in advance. The change information is compared with a large number of patterns stored in the storage device 20 by the comparison circuit 21. When the comparison circuit 21 matches the pattern of the obstacle, the comparison circuit 21 determines that the pattern corresponds to the obstacle and outputs the obstacle occurrence information. I do. Obstacle patterns include, for example, patterns of infants, children, and adults, patterns of their own behavior, patterns of falling objects such as stones and luggage, and patterns that are falling. And the like. These patterns are stored in the storage device 20 as a dictionary.
[0027]
When the obstacle occurrence information is input, the emergency information output unit 5 transmits emergency information for stopping the nearby train 14 approaching the platform 11. The emergency information is content for decelerating or suddenly stopping the running train 14. Further, the same urgent information is also transmitted to the station office 26, the station staff 27 on the platform 11, and the train dispatch office 28 at the same time.
[0028]
Next, an embodiment of the train accident avoidance operation will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a circuit configuration diagram for explaining the details of the control system of FIG. 1. This circuit configuration diagram includes a TV camera 2, a signal processing unit 3, a determination unit 4, an emergency information output unit 5, FIG. 2 is a diagram in which a monitoring device 6, a storage device 7, and the like are connected.
[0029]
The TV camera 2 continuously monitors a predetermined train track 13 shown in FIG. 1 at all times. At one time, when an obstacle, such as a person, falls on the train track 13 of the platform 11, the TV camera 2, which is continuously monitoring, captures an image of the falling person and inputs the image signal to the signal processing unit 3.
[0030]
In the signal processing means 3, the image signal of the person who has fallen is converted into a digital signal by the A / D conversion circuit 16 and stored in the storage device 17 as image signal information. The comparison circuit 18 immediately inputs the image signal information indicating that there is a change in which a falling object has occurred on the train track 13 to the determination means 4.
[0031]
The judging means 4 compares the information with the falling object pattern stored in the storage device 20 by the comparing circuit 21 and compares the information with the falling object pattern, and inputs to the emergency information output means 5 information that indicates that a person has fallen. The emergency information output unit 5 transmits emergency information indicating that a person has immediately dropped into the train track 13 to the train 14 that is about to enter the platform 11 by radio waves.
[0032]
The driver of the train 14 performs an emergency stop operation by looking at the display screen receiving the emergency information. The emergency information transmitted by the emergency information output means 5 may be an emergency stop information for automatically activating a sudden brake regardless of the presence or absence of the driver's recognition. At this time, the fact that the emergency braking has been activated based on the emergency stop information can be displayed on the display panel of the driver.
[0033]
Means for transmitting emergency information to the train 14 include optical communication in addition to wireless radio waves. The transmission of the emergency information is performed not only on the train 14 but also on the station office 26, the station staff 27 on the platform 11, and the train control center 28 at the same time. The transmission to the station office 26, the station staff 27, and the train command office 28 may be performed by wire or wireless.
[0034]
In the above-described embodiment, the example in which the emergency stop information is directly transmitted from the emergency information output means 5 to the train 14 has been described, but the emergency information output means 5 transmits the emergency stop information to the train command office 28, the station office 26, and the station staff 27. The stop information may be transmitted, and the emergency stop information may be transmitted to the train 14 from the train command office 28, the station office 26, or the station staff 27.
[0035]
Next, an embodiment of monitoring by a plurality of, for example, two TV cameras 2a and 2b in order to improve the monitoring accuracy of the train accident avoidance system 1 will be described with reference to FIG. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted, and thus detailed description will be omitted.
[0036]
The two TV cameras 2a and 2b are installed so that the train track 13 is used as an imaging area in the site 12 of the platform 11, and the same monitoring area is imaged at different locations. The imaging means at different locations by the two TV cameras 2a and 2b is, for example, imaging in which the TV cameras 2a and 2b are installed at both ends of the platform 11 as shown in FIG.
[0037]
Further, as described below, the reliability of monitoring can be further increased. Each image signal of the imaging output by each TV camera 2a, 2b is detected by each signal processing means 3a, 3b to determine whether there is a change in the image signal. When each signal processing means 3a, 3b detects the change, the image is The signal is input to each of the determination means 4a and 4b. Each of the judging means 4a and 4b judges what the changed image signal is, for example, judges a person and inputs it to the calculating means 30. When a person is input from each of the determination units 4a and 4b, the arithmetic unit 30 performs an AND operation and inputs the information that the person has fallen on the train track 13 to the emergency information output unit 5. That is, the calculating means 30 outputs information on the fall of a plurality of, for example, two TV cameras 2a and 2b at different locations. Outputting the same detection result to the two TV cameras 2a and 2b at different locations in this way outputs more accurate and highly reliable information.
[0038]
The emergency information output means 5 recognizes that the fall of the person is accurate information, transmits emergency stop information to the train 14, forcibly brakes the train, and stops the train 14. The transmission of the emergency stop information is performed not only on the train 14 but also on the station office 26, the station staff 27 on the platform 11, and the train command office 28 at the same time. These train accident avoidance controls are performed by the central monitoring device 6 that operates according to the control program stored in the storage device 7. As a result, a person who has fallen on the train track 13 is rescued. Stopping a running train abruptly in this manner requires more accurate information because of the danger of a secondary disaster.
[0039]
In addition, when images are taken at different locations by three or more TV cameras, for example, even if the field of view of one TV camera is obstructed or breaks down, an accident is confirmed by the output of other TV cameras. Since an accident can be avoided, the reliability is high, and an obstacle can be detected more accurately and without being missed.
[0040]
Further, another application of the obstacle imaging by the two TV cameras 2a and 2b is to enable the distance measurement of the position of the obstacle by performing signal processing on the image signals of the two TV cameras 2a and 2b. Being able to measure the position of the obstacle enables the distance between the obstacle and the train to be recognized, and allows the train to determine whether to decelerate, stop, or suddenly brake.
[0041]
Next, in order to improve the monitoring accuracy of the train accident avoidance system 1, an embodiment in which the TV camera 2 described in FIG. 1 is installed and monitoring sensors 33a to 33e are further provided with reference to FIG. Will be explained. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description will be repeated.
[0042]
This embodiment is a case where, when an abnormality is found by monitoring the TV camera 2, another monitoring means separately installed, for example, the monitoring sensors 33a to 33e is activated to monitor the abnormality in more detail.
[0043]
In FIG. 4, one TV camera 2 is installed so that the entire area of the platform 11 and the train track 13 provided along the platform 11 is set as an imaging area. Of course, a plurality of TV cameras 2 may be installed. A plurality of monitoring sensors 33a to 33e are installed, and a plurality of monitoring sensors 33a to 33e are arranged so as to monitor the train track 13 which is an imaging area of the TV camera 2.
[0044]
The monitoring sensors 33a to 33e have, for example, a photocoupler configuration in which a light-emitting diode as a light source and a photo-diode as a photoelectric conversion unit constitute one set, and a plurality of such sets are arranged. As shown in FIG. 5, the photocoupler 34 has a type in which a photodiode 37 is provided in an optical path 36 from a light emitting diode 35. As another type, as shown in FIG. 6, there is a type in which a reflector 38 is provided in an optical path 36 from a light emitting diode 35 of a photocoupler 34 in which a light emitting diode 35 and a photodiode 37 are arranged side by side. The area of the optical path 36 is a monitoring area 39. The monitoring area 39 is, for example, the train track 13.
[0045]
If a person jumps from the platform 11 into the optical path 36 of the photocoupler 34 around which these photocouplers 34 are stretched, the optical path 36 is cut off, so that the photodetection signal of the photodiode 37 disappears, and this photodetection signal disappears. The size of the person who jumped in can be detected from the number of the photodiodes 37. In other words, the photocoupler 34 outputs information such as information on the presence of a person, information on the position of a person who has jumped, and information on the size of the person who has jumped.
[0046]
For example, assuming that the photoelectric conversion output signal of the photodiode 37 corresponding to the monitoring sensor 33c and the monitoring sensor 33d shown in FIG. 4 becomes zero v, the signal processing unit 45c and the signal processing unit 45d of the signal processing units 45a to 45e The information that has changed to zero v is output to the determination means 46. The determining means 46 determines whether there is an obstacle in the running of the train based on the information that the signal processing means 45c and the signal processing means 45d output the information changed to zero v. For example, the determination unit 46 previously stores in a memory the size of a foreign substance such as a bird or paper debris that does not hinder the running of the train as a set value, compares it with the set value, and outputs an output that is equal to or larger than the set value. Is determined to be an obstacle. The output equal to or larger than the set value is the number of the monitoring sensors 33a to 33e whose output voltages have changed to zero voltage. When the determining unit 46 determines that the obstacle is an obstacle, the determining unit 46 outputs the obstacle detection information to the emergency information output unit 5.
[0047]
The emergency information output means 5 can further distinguish whether the information of the position of the person who jumped in and the emergency stop information to the train 14 from the position information of the train 14 are emergency stop information or stop information. . The emergency stop information is, for example, to apply a sudden brake, and the stop information is, for example, to apply a brake. Since a large number of passengers are on the train 14 and sudden braking may cause a secondary disaster, it must be carefully stopped.
[0048]
That is, assuming that there is a person who has jumped on the train track 13, the train accident avoidance system 1 monitors the movement with the TV camera 2 from when the jumping person was on the platform 11. The TV camera 2 captures the movement of a jumper who performs abnormal behavior as an image signal of a moving target by the signal processing means 3 and discovers that there is a person jumping on the train track 13. That is, the image signal of the image output by the TV camera 2 is detected by the signal processing unit 3 to determine whether the image signal has changed, and when the signal processing unit 3 detects the change, the image signal is input to the determination unit 4. . The judging means 4 judges what the changed image signal is and inputs it to the emergency information output means 5 and the monitoring sensors 33a to 33e.
[0049]
The monitoring sensors 33a to 33e output information on the position of the dive and the size of the dive. This position information is input to the emergency information output means 5, and the emergency information output means 5 transmits emergency stop information or stop information to the train 14 to cause the train 14 to stop emergency. The transmission of the emergency stop information or the stop information is performed not only on the train 14 but also on the station office 26, the station staff 27 on the platform 11, and the train command office 28 at the same time. These train accident avoidance controls are performed by the central monitoring device 6 that operates according to the control program stored in the storage device 7.
[0050]
The route image signal that the jumper has moved from the platform 11 to the train track 13 is input to the display device by inputting the platform 11 and the train track 13 as background information in advance, like a radar. The movement of is clearly understood.
[0051]
If the judging means 46 can judge from the stored pattern that the moving path of the dive on the platform 11 is abnormal, the emergency information output means 5 sends a deceleration command, for example, 50 km / h to the train 14 at that time. Output. Even if the train 14 jumps off the platform 11 after deceleration, the train 14 can be stopped urgently and avoided from an accident.
[0052]
Further, as the TV camera 2, a TV camera for capturing a stereoscopic image can be used. Since the stereoscopic image photographing TV camera can obtain perspective information, it can output information such as whether the train track 13 is on the platform 11 side or outside when displayed on the display device.
[0053]
In the case of train tracks (tracks) that are relatively dark at night, such as at a local station, between stations, or at a railroad crossing, a higher-quality image signal can be obtained by using an infrared TV camera or a night-vision TV camera. Can be.
[0054]
Next, an embodiment of the train accident avoidance system 1 which is relatively inexpensive and has high monitoring accuracy will be described with reference to FIG. 1 and 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted, and thus the detailed description will be omitted.
[0055]
FIG. 7 shows an embodiment in which the monitoring sensors 33a to 33e of FIG. 4 are provided with a plurality of sound collecting devices 50a to 50e, for example, a plurality of microphones so that the position of a fallen person from the platform 11 to the train track 13 can be determined. In this embodiment, if the falling object as an obstacle is a human body, a surprising voice such as "War" or "Car", a voice calling for rescue, a stone or a garbage or the like "Dosun", or "Gorogoro" Or "Zawazawa", a loud noise is generated, and these generated sounds are collected as influential information for obstacle detection to prevent a train accident.
[0056]
Each of the sound collecting devices 50a to 50e arranged at a plurality of predetermined intervals along the train track 13 outputs an electric signal of a sound-electric conversion amount according to a distance from the falling position when an obstacle falls. I do. The electric signal distribution of each of the sound collecting devices 50 a to 50 e is input to the signal processing unit 51. When the S / N ratio of the output signal of each of the sound collectors 50a to 50e is poor, the output voltage waveform of each of the sound collectors 50a to 50e immediately before the absence of a falling object and each of the sound collectors 50a to 50e when a falling object occurs. By calculating the difference between the output voltage waveform and the 50e output voltage waveform, the signal processing unit 51 outputs a falling object generation signal having a good S / N ratio. The signal processing unit 51 outputs to the determination unit 52 that the sound collection device 50b that has output the maximum electric signal is at the drop position.
[0057]
The determination means 52 previously stores, as a threshold, an electric signal having a volume that distinguishes a falling object that becomes an obstacle to a running train and a foreign substance that does not become an obstacle, and the determination means 52 stores the stored threshold value and the sound collection By comparing with the electric signal of the device 50b, it outputs whether it is an obstacle. The determination means 52 collects sounds such as "War" and "Car" when a person or an object falls by using the microphone of the sound collecting device 50b to collect abnormal sounds or voices calling for rescue. The frequency and the signal of the human fall pattern are stored in the storage device in advance as a dictionary. The human fall pattern is, for example, the frequency, volume, and voiceprint of “War” and “Car” fall sounds. The stored signal of the set value, such as the frequency and the sound of the falling sound, is compared with the sound collecting signal output from the sound collecting device 50b. Output stop information.
[0058]
The determining means 52 inputs the obstacle detection information to the emergency information output means 5 when determining that the obstacle is an obstacle. The emergency information output unit 5 that has received the obstacle detection information outputs the emergency stop information to the train 14, the train command office 28, the station office 26, and the station staff 27. As a result, the train 14 comes to an emergency stop.
[0059]
That is, in the train accident avoidance system 1 of this embodiment, assuming that a falling object is on the train track 13, the TV camera 2 detects the falling object. That is, the image signal of the falling object of the image pickup output by the TV camera 2 is detected by the signal processing unit 3 to determine whether or not the image signal of the falling object has changed. When the signal processing unit 3 detects the presence of the falling object, the image signal is output. Is input to the determination means 4. The determining means 4 determines what the image signal of the changed falling object is, and inputs it to the emergency information output means 5 and the sound collecting devices 50a to 50e.
[0060]
The sound collecting device 50b inputs information on the position where the falling object is located to the signal processing unit 51. The information on the position is input to the judging means 52, and the judging means 52 judges the obstacle and inputs it to the emergency information output means 5. The emergency information output means 5 transmits the emergency stop information or the stop information to the train 14 and causes the train 14 to stop urgently. These train accident avoidance controls are performed by the central monitoring device 6 that operates according to the control program stored in the storage device 7.
[0061]
Next, an embodiment of the train accident avoidance system 1 having a relatively high monitoring accuracy when a heavy object falls will be described with reference to FIG. 1 and FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and the description will be repeated, so that detailed description will be omitted. FIG. 8 shows a configuration in which the sound collecting devices 50a to 50e in FIG. 7 are replaced with piezoelectric sensors 56a to 56e and are arranged at predetermined intervals on the train track 13 so that the position of a faller from the platform 11 can be determined. This is an embodiment of the present invention. In this embodiment, the fallen objects are detected by arranging the piezoelectric sensors 56a to 56e on the sleepers between the tracks with the train track 13 as a monitoring area.
[0062]
For example, assuming that a person accidentally falls on the train track 13, the piezoelectric sensors 56 a to 56 e, for example, the piezoelectric sensors 56 b and 56 c of the weight-related portion provide a mechanical-electrical conversion amount corresponding to the weight. Output an electrical signal. The output voltages of the piezoelectric sensors 56b and 56c are proportional to the load, and a falling object can be estimated.
[0063]
The electric signal distribution of the output of each of the piezoelectric sensors 56a to 56e is input to the signal processing means 57. When the S / N ratio of the output signal of each of the piezoelectric sensors 56a to 56e is poor, the output voltage waveforms of the piezoelectric sensors 56a to 56e immediately before there is no falling object and the piezoelectric sensors 56a to 56e when a falling object occurs. The signal processing means 57 outputs an output signal of a falling object having a good S / N ratio by calculating the difference between the output voltage waveform and the output voltage waveform.
[0064]
The signal processing unit 57 outputs to the determination unit 58 that the piezoelectric sensors 56b and 56c that have output the electric signals are at the drop position.
[0065]
An electric signal of a load that distinguishes a fallen object that becomes an obstacle of a running train and a foreign object that does not become an obstacle is input as a threshold value to the determination unit 58 in advance, and the determination unit 58 determines the threshold value and the piezoelectric sensor 56b, By comparing with the electric signal of 56c, it outputs whether it is an obstacle.
[0066]
The judging means 58 outputs the obstacle detection information to the emergency information output means 5 when judging the obstacle. The emergency information output unit 5 that has received the obstacle detection information outputs the emergency stop information to the train 14, the train command office 28, the station office 26, and the station staff 27. As a result, the train 14 stops urgently and avoids an accident.
[0067]
That is, in the train accident avoidance system 1, assuming that there is a falling object on the train track 13 in the site 12 of the platform 11, the TV camera 2 detects the falling object. That is, the image signal of the falling object captured by the TV camera 2 is detected by the signal processing means 3 to detect the presence or absence of the falling object image signal, and when the signal processing means 3 detects the presence of the falling object, the image signal is determined. Enter 4 The judging means 4 judges what the image signal of the falling object is and inputs it to the emergency information output means 5 and the piezoelectric sensors 56a to 56e. The piezoelectric sensors 56b and 56c output information on the position and load of the falling object. The information on the position and the load is input to the judging means 58, and the judging means 58 outputs the obstacle drop information to the emergency information output means 5 when judging the obstacle by comparing with a preset threshold value. The emergency information output unit 5 transmits emergency stop information, stop information, or deceleration information to the train 14 to decelerate, stop, or emergency stop the train 14 to avoid an accident. These train accident avoidance controls are performed by the central monitoring device 6 that operates according to the control program stored in the storage device 7.
[0068]
Next, an embodiment in which a fall is predicted to avoid a train accident will be described with reference to FIG. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description will be repeated. This embodiment is a case in which a plurality of photocouplers are provided so as to detect in advance that an obstacle enters the train track 13 to avoid a train accident. FIG. 9 shows an embodiment in which the falling of a person from the platform 11 to the train track 13 is detected before falling, and the traveling speed of the train 14 is reduced or stopped.
[0069]
The optical path 62 of the inner photocoupler 61 is provided in a yellow band 63 provided on the platform 11. The height of the optical path 62 is desirably 30 cm to 50 cm in consideration of detection of not only humans but also obstacles such as luggage. The intermediate photocoupler 64 provides an optical path 66 at an intermediate position between the yellow belt 63 of the platform 11 and the side edge 65 of the platform 11. Further, an optical path 69 of the outer photocoupler 68 is provided near the side edge 65 of the platform 11, for example, outside the side edge 65. The height of the optical path 66 and the optical path 69 is preferably 30 cm to 50 cm, which is the same height as the optical path 62. The heights of the optical path 62, the optical path 66, and the optical path 69 may be different from each other.
[0070]
In the photocouplers 61, 64, and 68 of this embodiment, a semiconductor laser 71 is used as a light source, and a photodiode 72 is installed in a light path 62, 66, and 69 of each semiconductor laser 71 as a light-receiving-side photoelectric conversion element. Although the number of photocouplers is three in the embodiment, it may be one, or three or more. Since each semiconductor laser 71 and each photodiode 72 have the same height, they are attached to one support plate 73, 74. The support plates 73 and 74 are installed outside the platform 11.
[0071]
It is desirable that the operation of the photocouplers 61, 64, 68 be switched on at the same time as the guide broadcast of the train 14 entering the platform 11, and be switched off when the train stops on the platform 11. The output of each photodiode 72 is input to the signal processing means 3. The signal processing means 3 monitors the output of each photodiode 72 and, when the photocouplers 61, 64, 68 whose output signals become zero are generated, inputs them to the judging means 4 as fall accident prediction information.
[0072]
For example, when it is determined that there is a possibility that a fallen person may be generated from the platform 11, the determination unit 4 moves from the inside of the platform 11, so that the output signal “none” in the order of the photocouplers 61, 64, and 68, An intermittent pattern of “present” is generated, and it is determined that the camera has dropped. The intermittent patterns of the photocouplers 61, 64, and 68 are stored in a storage device in advance, and the determination unit 4 outputs fall accident prediction information when they match by checking the intermittent pattern stored in the storage device 75.
[0073]
The fall accident prediction information output from the determination means 4 is input to the emergency information output means 5, and the emergency information output means 5 outputs the emergency stop information to the train 14, the train command office 28, the station office 26, and the station staff 27. Then, the train 14 is stopped. These train accident avoidance controls are performed by the central monitoring device 6 that operates according to the control program stored in the storage device 7.
[0074]
An example of the intermittent pattern stored in the storage device 75 is as follows.
After the train entry guidance, the operation of the photocouplers 61, 64, 68 starts. If there is a person straddling the photocoupler 61 which is the yellow belt 63, the laser light from the semiconductor laser 71 is cut off, and the output of the photodiode 72 of the photocoupler 61 disappears. At this time, the emergency information output means 5 transmits a deceleration signal for reducing the speed to 50 km / h or less to the train 14 as fall accident prediction information, and decelerates the train 14. Subsequently, when an output signal is generated at the photodiode 72 of the photocoupler 61 and the output signal of the photodiode 72 of the photocoupler 64 is lost, the emergency information output means 5 sends the train 14 at a speed of 10 km / h or less as fall accident prediction information. The train 14 is decelerated by transmitting a deceleration signal for decelerating to the speed.
[0075]
Subsequently, when an output signal is generated at the photodiode 72 of the photocoupler 64 and the output signal of the photodiode 72 of the photocoupler 68 is lost, the emergency information output unit 5 transmits emergency stop information to the train 14 as fall accident prediction information. Then, the train 14 is stopped. As a result, since the train does not enter the platform 11, a train accident can be avoided. When the speed straddling the photocouplers 61, 64, 68 is high, emergency stop information is immediately transmitted to the train 14 as fall accident prediction information, and sudden braking is applied to stop the train 14, thereby avoiding an accident.
[0076]
In this embodiment, when the process ends with the detection of the photocoupler 61, the train 14 enters the train track 13 at a speed of 50 km / h or less. An iron fence is formed on the side edge of the station when the Shinkansen enters, and the photocoupler 61 has the function of this fence.
[0077]
In each of the above embodiments, the case of avoiding a train accident on the platform 11 as the train track has been described. It is needless to say that the train track between stations, a railroad crossing, an underpass, a tunnel, and the like can be similarly performed. .
[0078]
In the above description, an example using a TV camera has been described, but it is also effective to use a still image from a still camera.
[0079]
It goes without saying that the train accident avoidance system can be configured by combining the above embodiments. In particular, each sensor system in FIGS. 4, 7, 8, and 9 can be combined with the train accident avoidance system in FIGS.
[0080]
According to the above embodiment, obstacles and abnormalities, such as passengers and falling objects, that have entered the train track of the platform, at railroad crossings, underpasses, tunnels, and the like are continuously monitored, and if an abnormality occurs, In addition, it is possible to stop the entering train and to contact the related departments and persons, thereby avoiding the train accident. Furthermore, the intrusion of an obstacle into the train track can be automatically detected, and if necessary, the train can be automatically controlled such as deceleration and emergency stop.
[0081]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a train accident avoidance system that more accurately determines whether or not an obstacle to a train and automatically transmits emergency information to a running train. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram for explaining an embodiment of a train accident avoidance system according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged circuit configuration diagram of the circuit configuration diagram of FIG. 1;
FIG. 3 is a configuration diagram of a train accident avoidance system for explaining another embodiment of FIG. 1;
FIG. 4 is a configuration diagram of a train accident avoidance system for explaining the embodiment of FIG. 1;
FIG. 5 is a circuit configuration diagram for explaining an embodiment of the monitoring sensor of FIG. 4;
FIG. 6 is a circuit configuration diagram for explaining another embodiment of FIG. 5;
FIG. 7 is a configuration diagram of a train accident avoidance system for explaining another embodiment of FIG. 4;
FIG. 8 is a configuration diagram of a train accident avoidance system for explaining another embodiment of FIG. 7;
FIG. 9 is a configuration diagram of a train accident avoidance system for explaining another embodiment of FIG. 1;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Train accident avoidance system, 2, 2a, 2b ... TV camera, 3, 3a, 3b, 45a-45e, 51, 57 ... Signal processing means, 4, 4a, 4b, 46, 52, 58 ... Judgment means, 5 ... Emergency information output means, 6 ... Central monitoring device, 7, 17, 20, 75 ... Storage device, 8 ... Bus, 11 ... Platform, 12 ... Site, 13 ... Train track, 14 ... Train, 16 ... A / D conversion Circuits 18, 21 ... Comparison circuit, 26 ... Station office, 27 ... Station staff, 28 ... Train control office, 30 ... Calculation means, 33a-33e ... Monitoring sensor, 34 ... Photocoupler, 35 ... Light emitting diode, 36,62 66, 69 optical path, 37.72 photodiode, 38 reflector, 39 monitoring area, 50a to 50e sound collector, 55 sleeper, 56a to 56e piezoelectric sensor, 61 inner photocoupler, 63 yellow , 64 ... intermediate photocoupler 65 side edge portion, 68 ... outer photocoupler, 71 ... semiconductor laser, 73, 74 ... support plate.
