JP2005231442A - 転落物検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ホームから線路上に転落する危険性のある人を事前に検知して転落を防止する警告を与えるとともに、線路上に落下した転落者を迅速に検知する。
【解決手段】センサ部２は、駅構内のホーム９及び線路１０の上空にミリ波を照射し、反射物体からの反射波を受信し、受信した反射波から各反射物体からの反射強度と各反射物体の大きさ及び各反射物体の位置を算出する。警報制御装置３は、反射物体がホーム９の線路１０に沿った端部から一定距離だけ内側のホーム９上に垂直に設けられたホーム転落検知面Ｓ１に達したとき、反射物体である人がホーム９から転落する危険性があると判定し、反射物体がホーム９の線路１０に沿った端部から線路面に対して平行な線路面転落検知面Ｓ２を超えたとき、人がホーム９から転落したと判定する。
【選択図】 図４

Description

この発明は、鉄道などの駅に設けられたホームから人や物が線路上に転落することを検知する転落物検知装置、特に転落物の早期検知に関するものである。

駅のホームから人や物が線路上に転落したことを検知するため、例えば特許文献１に示すように、線路に沿って送信装置と受信装置を設け、送信装置から線路上にミリ波を送信し、レールで複数回反射したミリ波を受信装置で受信して、受信したミリ波の電界強度を測定し、測定した電界強度に閾値以上の交流分が含まれている場合、線路上に転落者等が存在していると判定している。

また、特許文献２に示された、転落者検知方法は、駅構内の線路上の領域を、軌道領域とその周囲の周辺領域に区別して設定し、軌道領域と周辺領域を、レーザ光を使用した検査装置を使用して軌道領域と周辺領域における常設物以外の物体を検知し、軌道領域で検知した物体が周辺領域から移動した物体は保守者と判断し、軌道領域で検知した物体が周辺領域からの移動を伴わない場合、その物体を転落者と判断している。
特開２０００−９８０５０号公報 特開２００４−１７８６９号公報

特許文献１や特許文献２に示された転落者検知方法は、いずれも線路上に存在する物体を検知しているため、線路上で物体を検知したときに、その物体が転落者であるかどうかを確認する必要があり、転落者を迅速に検知することはできなかった。

また、線路上に存在する物体を検知しているため、人が線路上に転落する前に、その人に警告を与えて事前に転落を防止することはできなかった。

この発明はかかる短所を改善し、ホームから線路上に転落する危険性のある人を事前に検知して転落を防止する警告を与えるとともに、線路上に落下した転落者を迅速に検知することができる転落物検知装置を提供することを目的とするものである。

この発明の転落物検知装置は、センサ部と警報制御装置及び警報装置を有し、センサ部は、駅構内のホーム及び線路の上空に電磁波を照射し、反射物体からの反射波を受信し、受信した反射波から各反射物体からの反射強度と各反射物体の大きさ及び各反射物体の位置を算出し、記警報制御装置は、転落検知面設定部及び判定処理部を有し、転落検知面設定部には、ホームの線路に沿った端部から一定距離だけ内側のホーム上に垂直に設けられたホーム転落検知面と、ホームの線路に沿った端部から線路面に対して平行な線路面転落検知面があらかじめ設定され、判定処理部は、センサ部から出力する各反射物体の反射強度の変動と反射物体の大きさから反射物体が人であるかどうかを判定し、反射物体が人と判定したとき、センサ部から出力する反射物体の位置が移動して転落検知面設定部に設定されたホーム転落検知面を超えた後に線路面転落検知面を超えた場合、人がホームから転落したと判定して警報装置に警報信号を出力して警報を報知させることを特徴とする。

また、センサ部は、ミリ波帯又はマイクロ波帯の電磁波を照射することが望ましい。

この発明は、駅構内のホーム及び路線の上空に電磁波を照射し、反射物体からの反射波を受信し、受信した反射波から各反射物体からの反射強度と各反射物体の大きさ及び各反射物体の位置を算出し、ホームに存在する人が、ホームの線路に沿った端部から一定距離だけ内側のホーム上に垂直に設けられたホーム転落検知面を越えた後に、ホームの線路に沿った端部から線路面に対して平行な線路面転落検知面を超えたとき、人がホームから転落したことを検知するから、人がホームから線路に落下する以前に、その落下を予知することができるとともに、ホームから落下したことを確実に検知することができ、人が線路上に転落したとき早期に検知して接近している列車を迅速に停止させることができ、安全性をより向上することができる。

また、ホーム転落検知面と線路面検知面を超えたときに、人がホームから転落したことを検知するから、線路上に落下した人がホームから転落したことを確実に検知することができるとともに、誤検知による列車の運行支障が生じることを防ぐことができる。

また、センサ部からミリ波帯又はマイクロ波帯の電磁波を照射することにより、外乱の影響を受けずに各反射物体からの反射強度と各反射物体の大きさ及び各反射物体の位置や移動速度を精度良く検知することができる。

図１はこの発明の転落物検知装置の構造を示すブロック図である。図に示すように、転落物検知装置１は、センサ部２と警報制御装置３及び警報装置４を有する。センサ部２は駅構内のホームに電磁波、例えばミリ波を照射し、ホームに存在する人や物等の反射物体からの反射波を受信して各反射物体を検出するものであり、信号処理部５とＩＦ(Intermediate Frequency)／ＢＢ(Base Band)部６とＲＦ(Radio Frequency)部７及びアンテナ８を有する。ＩＦ／ＢＢ部６は信号処理部５から送られる送信波をレーダ方式に則して周波数変調させ、中間周波信号を得てＲＦ部７に送る。このレーダ方式は、物体の距離が検出できれば、ＦＭ(Frequency Modulated)―ＣＷ(Continuous Wave)方式やパルス方式あるいは２周波ＣＷ方式又はスペクトラム拡散方式の何れであっても良い。ＲＦ部７は、ＩＦ／ＢＢ部６から送られた中間周波信号を、ミリ波帯の電力増幅及び周波数逓倍を行いアンテナ８に送る。アンテナ８は、図２の配置図に示すように、駅構内に設けられたホーム９の線路１０に沿った長手方向の両端部又は一方の端部の近傍に設けられ、ＲＦ部７から送られた中間周波信号によりミリ波をホーム９及び線路１０の上空に照射し、ホーム９に存在する人や物等の反射物体からの反射波を受信してＲＦ部７に送る。ＲＦ部７は、アンテナ８から送られる反射波を低雑音増幅してＩＦ／ＢＢ部６に送る。ＩＦ/ＢＢ部６は、ＲＦ部７で受信した反射波と送信波を混合し、距離成分を含んだビート信号を得る。信号処理部５は、ＩＦ／ＢＢ部６で得たビート信号をサンプリングしてデジタル変換を行い、高速フーリエ演算からスペクトラム解析を用いて、周波数と受信電力強度（反射強度）のスペクトラムデータから各反射物体からの反射強度と各反射物体の大きさ及び各反射物体の位置と移動速度を算出する。

このセンサ部２のアンテナ８は、複数のペンシルビームアンテナや、水平方向のミリ波のビーム幅を広げて照射するワイドビーム方式、又は、複数アンテナを電子的に切り替える電子スキャン方式の何れかを選択する。そしてアンテナ８から照射するミリ波の水平方向のビーム幅は、図３の平面図に示すように、ホーム９内の前面及び路線１０の上空を隙間のないように照射する。

警報制御装置３は、転落検知面設定部１１と判定処理部１２と記憶部１３及び警報出力部１４を有する。転落検知面設定部１１には、図４の側面図に示すように、ホーム９の線路１０に沿った端部から一定距離だけ内側のホーム９上に垂直に設けられたホーム転落検知面Ｓ１と、ホーム９の線路１０に沿った端部から線路面に対して平行な線路面転落検知面Ｓ２があらかじめ設定されている。判定処理部１２は、センサ部２の信号処理部５から出力するミリ波の反射強度と反射物体の大きさと反射物体の位置と移動速度を記憶部１３に記憶し、反射強度の変動と反射物体の大きさから反射物体が人であるかどうかを判定し、反射物体の位置及び転落検知面設定部１１に設定されたホーム転落検知面Ｓ１と線路面転落検知面Ｓ２により、人がホーム９から転落したかどうかを判定する。警報出力部１４は、判定処理部１２で人がホーム９から転落したと判定したとき、警報信号を出力する。警報装置４は警報出力部１４から出力する警報信号を入力して警報を報知する。

この転落物検知装置１でホーム９にいる人が線路１０に転落したかを検知するときの処理を図５のフローチャートを参照して説明する。

センサ部２の信号処理部５は警報制御装置３から検知実行モードが設定されると、ＩＦ／ＢＢ部６に送信波を送る。ＩＦ／ＢＢ部６は送られた送信波を周波数変調して中間周波信号をＲＦ部７に送る。ＲＦ部７は送られた中間周波信号によりミリ波を発生させてアンテナ８からホーム９内の全面及び線路１０の上空を照射させる（ステップＳ１）。この照射したミリ波の反射波をアンテナ８で受信し、受信した反射波をＲＦ部７で低雑音増幅してＩＦ／ＢＢ部６に送る（ステップＳ２）。ＩＦ／ＢＢ部６は、受信した反射波と送信波から距離成分を含んだビート信号を生成して信号処理部５に送る。信号処理部５は送られたビート信号をサンプリングしてデジタル変換を行い、各反射物体からの反射強度と各反射物体の大きさと各反射物体の位置及び移動速度を算出して警報制御装置３の判定処理部１２に送る（ステップＳ３）。

判定処理部１２は送られた各反射物体からの反射強度と各反射物体の大きさと各反射物体の位置を記憶部１３に記録する（ステップＳ４）。この処理を一定の処理周期、例えば１００ミリ秒の処理周期で繰り返す。

そして反射処理部１２は、各反射物体からの反射強度の変動と反射物体の大きさから反射物体が人であるかどうかを判定する（ステップＳ５）。すなわち、反射物体の反射強度が変動しない場合は、ホーム９に設置してある椅子等の常設物体と判断し、反射強度が変動して反射物体の大きさがあらかじめ設定された閾値を越えているとき、その反射物体は人と判定する。判定処理部１２は反射物体を人と判定すると、その反射物体の位置の変化を逐次追跡して転落検知面設定部１１に設定されたホーム転落検知面Ｓ１に達するかどうかを判定する（ステップＳ６）。例えば図６の平面図に示すように、アンテナ８の設置位置を基準にして線路１０に沿った方向をｘ座標とし、線路１０と直交する方向にｙ座標をとった場合、人と判定された反射物体の位置Ｐ１（ｘ２、ｙ２）はアンテナ８からの距離ｒとｘ軸に対する角度θから得ることができる。この反射物体の位置Ｐ１が変動しない場合は反射物体である人は移動していないと判断する。また、反射物体が位置Ｐ１からホーム転落検知面Ｓ１（ｘ１，ｙ１）の位置Ｐ２（ｘ３，ｙ１）に達すると、ホーム９から転落する危険性があると判定する。判定処理部１２は、反射物体である人がホーム９から転落する危険性があると判定すると、その旨を警報出力部１４に送る。警報出力部１４は、人がホーム９から転落する危険性があることを示す警報信号を警報装置４に送り、警報装置４から警報を放置させる（ステップＳ７）。

このように反射物体である人がホーム９から転落する危険性があるとき、直ちに警報を報知するから、人がホーム９から線路１０上に転落することを事前に防止することができるとともに、転落する可能性があることを検知でき、安全性を向上することができる。

判定処理部１２は、ホーム９から転落する危険性がある反射物体である人が位置Ｐ２からさらに位置Ｐ３に移動してホーム転落検知面Ｓ１（ｘｉ，ｙ１）を超え、さらに線路面転落検知面Ｓ２を超えると（ステップＳ８）、反射物体である人がホーム９から線路１０上に転落したと判定し、人がホーム９から線路上に転落したことを示す転落検知信号を警報出力部１４から警報装置４に送り、警報装置４から人はホーム９から転落したことを示す転落刑法を報知させる（ステップＳ９）。この処理を脱落検知処理が終了するまで繰り返す（ステップＳ１０，Ｓ１〜Ｓ９）。

このようにホーム９に存在する人がホーム転落検知面Ｓ１と線路面検知面Ｓ２を超えたとき、人がホーム９から線路１０上に転落したことを検知するから、線路１０上に落下する以前に、その転落を検知するから、人が線路１０上に転落したことを早期に検知して接近している列車を迅速に停止させることができ、安全性をより向上することができる。また、ホーム転落検知面Ｓ１と線路面検知面Ｓ２を超えたときに、人がホーム９から転落したことを検知するから、線路１０上に落下した人がホーム９から転落したことを確実に検知することができるとともに、誤検知による列車の運行支障が生じることを防ぐことができる。

前記説明ではセンサ部２からミリ波帯の電磁波をホーム９に照射する場合について説明したが、マイクロ波帯の電磁波であっても良い。

この発明の転落物検知装置の構成を示すブロック図である。 アンテナの配置を示す斜視図である。 アンテナから照射するミリ波の照射領域を示す平面図である。 転落検知面と転落予告面の配置を示す側面図である。 転落物検知処理を示すフローチャートである。 転落物検知処理を示す平面図である。

符号の説明

１；転落物検知装置、２；センサ部、３；警報制御装置、４；警報装置、
５；信号処理部、６；ＩＦ／ＢＢ部、７；ＲＦ部、８；アンテナ、９；ホーム、
１０；線路、１１；転落検知面設定部、１２；判定処理部、１３；記憶部、
１４；警報出力部。

Claims (2)

1. センサ部と警報制御装置及び警報装置を有し、
   前記センサ部は、駅構内のホーム及び線路の上空に電磁波を照射し、反射物体からの反射波を受信し、受信した反射波から各反射物体からの反射強度と各反射物体の大きさ及び各反射物体の位置を算出し、
   前記警報制御装置は、転落検知面設定部及び判定処理部を有し、前記転落検知面設定部には、ホームの線路に沿った端部から一定距離だけ内側のホーム上に垂直に設けられたホーム転落検知面と、ホームの線路に沿った端部から線路面に対して平行な線路面転落検知面があらかじめ設定され、前記判定処理部は、前記センサ部から出力する各反射物体の反射強度の変動と反射物体の大きさから反射物体が人であるかどうかを判定し、反射物体が人と判定したとき、前記センサ部から出力する反射物体の位置が移動して前記転落検知面設定部に設定されたホーム転落検知面を超えた後に線路面転落検知面を超えた場合、人がホームから転落したと判定して前記警報装置に警報信号を出力して警報を報知させることを特徴とする転落物検知装置。
2. 前記センサ部は、ミリ波帯又はマイクロ波帯の電磁波を照射する請求項１記載の転落物検知装置。
   
   

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