JP2005271717A - 鉄道建築限界判別プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】鉄道建築限界に係る支障／余裕の限界判定や支障量／余裕量の算出を現場でも簡便かつ安価に行えるよう、簡素かつ明瞭な手法を具現して携帯機器等へのインストールにも適した鉄道建築限界判別プログラムを実現する。
【解決手段】鉄道建築限界１３を点列データ３２にて保持する記憶手段と、測定点１２についての鉛直方向の高さＨ及びレール方向の離れＤと測定点１２近傍での線路１０のカントＣおよび曲線半径Ｒとを得るデータ入力手段と、曲線半径Ｒに基づく拡大処理とカントＣに基づく傾斜処理とを点列データ３２それぞれ（Ｘ１，Ｙ１）〜（Ｘｎ，Ｙｎ）と測定点１２の高さＨや離れＤに施す座標変換手段と、最短距離の算出を座標変換後のデータに基づいて行う最短距離算出手段と、限界判定を座標変換後のデータに基づいて行う支障余裕判定手段とで構成する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、鉄道建築限界と測定点との最短距離（支障量／余裕量）を求めるとともに限界判定（支障判定／余裕判定）も行う鉄道建築限界判別プログラムに関する。
なお、本願でいう「鉄道建築限界」は、鉄道の線路に関して規定する（国土交通省令）「鉄道に関する技術上の基準を定める省令」（特に第３条，第２０条）に基づき、鉄道事業者が定める実施基準にて規定された建築限界をいう。そのような実施基準として、一般の線路については、土木施設実施基準が挙げられ、新幹線については、新幹線土木施設実施基準が挙げられる。

鉄道の線路に関して規定された鉄道建築限界に関わる障害物の検出を、投光器や，波長帯域選択ミラー，フィルタ，映像データの差分演算などで、昼夜を問わず行えるようにしたものが、知られている（例えば特許文献１参照）。
また、鉄道建築限界の支障の有無を、鉄道建築限界外で鉄道線路に沿って略鉛直に設置された検知柱の内部に装着した傾斜計からの検出データに基づいて、常時監視できるようにしたものも、知られている（例えば特許文献２参照）。

これらで用いられる鉄道建築限界は、線路のレールの上方にイメージされる平面図形であり、図６は、その説明図である。図６（ａ）〜（ｃ）は、何れも、鉄道建築限界の全体イメージ図および測定点近傍拡大図であるが、（ａ）は平地での直線路に関して規定された標準モデルを示し、（ｂ）は曲線半径（湾曲情報）に応じて横幅を拡大した拡大モデルを示し、（ｃ）はカント（傾斜情報）に応じて傾斜させた傾斜モデルを示している。

鉄道建築限界１３は、線路１０における左右一対のレール１１の踏面を基準にして、平面図形の輪郭線で規定され、その輪郭線には、長さや向きの異なる幾つかの直線が含まれている。円弧状の曲線が含まれていることもある。このような鉄道建築限界１３の線分それぞれと測定点１２との相対的な距離や方向に基づいて、従来は、最短距離の算出や、支障か余裕かの限界判定が、行われていた。例えば最短距離算出では、鉄道建築限界１３の各線分と測定点１２とのＸ方向（水平方向）距離ａや，同様のＹ方向（鉛直方向）距離ｂ，各線分の端点と測定点１２との斜め方向距離ｃなどを算出して、その中から適切なものを選出する、といった演算等が行われていた。

特開平０５−２８８５１４号公報 （第１頁） 特開平０９−２４０４７２号公報 （第１頁）

しかしながら、鉄道建築限界１３は、複数の線分の組み合わせで規定された標準モデルだけでなく、それを基本形とし（図６（ａ）参照）、線路の曲線半径やカントに応じて種々変形されるものである。具体的には、曲線半径および内側か外側かに応じて左側偏倚ＷＬ及び右側偏倚ＷＲほど横幅が拡大したり（図６（ｂ）参照）、線路のカントに応じて鉄道建築限界１３も傾斜したり（図６（ｃ）参照）、それらの変形が同時になされたりする。このように鉄道建築限界１３の多数の線分が複雑に変形することから、上述したような従来の鉄道建築限界判別手法では、多数の組み合わせについて煩雑で面倒な演算を行わなければならなかった。

そのため、携帯機器等で具体化するのには不適であり、現場で作業者が簡便に利用できるようには、なっていなかった。開発工数や保守工数が嵩み、コスト負担も大きい。
そこで、鉄道建築限界に係る支障／余裕の限界判定や支障量／余裕量の算出を現場でも簡便かつ安価に行えるよう、簡素かつ明瞭な演算手法等を案出および具現化して、携帯機器等へのインストールにも適した鉄道建築限界判別プログラムを実現することが、技術的な課題となる。

本発明の鉄道建築限界判別プログラムは（解決手段１、出願当初請求項１〜３）、このような課題を解決するために創案されたものであり、鉄道の線路に係る測定点と鉄道事業者が定める実施基準にて規定された鉄道建築限界との関係について最短距離の算出と支障か余裕かの限界判定とを行う鉄道建築限界判別プログラムにおいて、前記鉄道建築限界を点列データにて保持する記憶手段と、前記測定点についての鉛直方向の高さ及びレール方向の離れと前記測定点近傍での前記線路の傾斜情報および湾曲情報とを得るデータ入力手段と、前記湾曲情報に基づく拡大処理と前記傾斜情報に基づく傾斜処理とを前記点列データそれぞれと前記測定点の高さデータ及び離れデータとの何れか一方又は双方に施す座標変換手段と、次の最短距離算出手段および支障余裕判定手段のうち何れか一方または双方を備えたものである。ここで、前記最短距離算出手段は、前記最短距離の算出を前記座標変換手段にて処理後のデータに基づいて行うものであり、前記支障余裕判定手段は、前記限界判定を前記座標変換手段にて処理後のデータに基づいて行うものである。

また、本発明の鉄道建築限界判別プログラムは（解決手段２、出願当初請求項４）、上記解決手段１の鉄道建築限界判別プログラムであって、前記記憶手段に保持されている前記点列データは、前記鉄道建築限界のうち左右いずれか半分であり、前記データ入力手段は、前記測定点が前記線路中の左右いずれの部分にあるかの情報入力を行うものであり、その入力情報に基づいてそれらの左右を整合させるデータ処理を行う手段が具備されている、というものである。

さらに、本発明の鉄道建築限界判別プログラムは（解決手段３、出願当初請求項５）、上記解決手段１，２の鉄道建築限界判別プログラムであって、前記レール方向が前記線路における左右一対のレールの踏面を通ってそれらのレールと直交する直線に基づく方向になっている、又は前記レール方向が前記線路の地上面を通って左右一対のレールと直交する直線に基づく方向になっている、というものである。

このような本発明の鉄道建築限界判別プログラムにあっては（解決手段１）、鉄道建築限界を点列データにて保持するとともに、測定点については高さ及び離れを測定にて得るようにし、更には鉄道建築限界と測定点との関係明瞭化の演算を担う座標変換手段や最短距離算出手段あるいは支障余裕判定手段も点の又は点同士のデータ処理を行うようにしたことにより、それらの演算内容が単純かつ明白な小演算の繰り返しとなる。また、現場での測定を避けられない測定点の情報については鉛直方向の高さとレール方向の離れとを求めるようにもしたことにより、測定基準が明確で測定がしやすくなるうえ、線路の傾斜情報や湾曲情報に基づく座標変換等の演算内容が、直截的で、より単純かつ明白なものとなる。その結果、鉄道建築限界に係る支障／余裕の限界判定手法や支障量／余裕量の算出手法が簡素かつ明瞭なものとなる。

また、本発明の鉄道建築限界判別プログラムにあっては（解決手段２）、鉄道建築限界が左右対称であるという特質を利用してデータ量を半減させたことにより、演算量も半減し、さらには支障余裕判定の場合分け等が少なくなって支障余裕判定手段等が一層単純化される。
さらに、本発明の鉄道建築限界判別プログラムにあっては（解決手段３）、測定基準が、更に具体化されて、より明確になる。

このような本発明の鉄道建築限界判別プログラムについて、これを実施するための具体的な形態を、以下の実施例１〜２により説明する。
図１〜４に示した実施例１は、上述した解決手段１〜３（出願当初の請求項１〜５）総てを具現化したものであり、図５に示した実施例２は、その変形例である。

本発明の鉄道建築限界判別プログラムの実施例１について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図１は、そのプログラム及びそれをインストールした鉄道建築限界管理装置の構造を示し、（ａ）が鉄道建築限界管理装置の斜視図、（ｂ）が鉄道建築限界イメージを重ねた測定点データ定義用の正面図、（ｃ）が演算ルーチンにはフローチャートを埋め込むとともにデータ構造にはイメージを添えた機能ブロック図である。
先ず、この図１を参照して全体構造を説明し、それから図２を参照して拡大傾斜モデル作成手段および最短距離算出手段の構造を詳述し、さらに図３を参照して拡大モデル作成手段および支障余裕判定手段の構造を詳述する。

鉄道建築限界管理装置２０のハードウェアは（図１（ａ）参照）、鉄道建築限界判別プログラム３０をインストールして又はダウンロードして実行できるコンピュータであって、演算部の他にキーボード等の操作入力部材と表示用の画面２１とを備えていれば、いわゆるノートタイプでもデスクトップタイプでもスタンドアローンでもネットワークに接続されたものでも良い。画面２１は、鉄道建築限界判別プログラム３０によって、設備データ表示領域２２と測定データ表示領域２３と測定図表示領域２４とメニューやボタン等の残部表示領域とに分割されて、表示用に使用されるが、そのうち設備データ表示領域２２と測定データ表示領域２３は、データ入力の確認にも兼用されるようになっている。

入力データは（図１（ｂ）参照）、確認対象の測定点１２について鉛直方向に測定した高さＨと、やはり測定点１２についてレール方向に測定した離れＤと、測定点１２近傍での線路１０の傾斜θを算出するためのカントＣ（傾斜情報）と、やはり測定点１２近傍の線路１０に係る鉄道建築限界１３の偏倚Ｗを算出するための曲線半径Ｒ（湾曲情報）とである。曲線半径ＲとカントＣの入力には、随伴算出と直接入力とが利用できる。すなわち、設備データ表示領域２２を利用して線路１０の線名や駅からのキロ程などが入力されると、ハードディスク等に保持している又はネットワーク経由でサーバからダウンロードした設備データから、適宜な検索や演算を行って、曲線半径ＲとカントＣが求められるとともに確認のためデータ表示領域２３に表示されるようになっている。また、現場での測定値を優先使用したいようなときには、測定データ表示領域２３における該当項目を上書きすることで、曲線半径ＲとカントＣを直接入力することもできるようになっている。

高さＨは、測定点１２を通る鉛直線における測定点１２からレール方向の基準直線（１４又は１０）までの距離であり、離れＤは、その基準直線における測定点１２鉛直下方からレール１１の真ん中までの距離であり、これらの距離Ｄ，Ｈは、測定データ表示領域２３の該当項目に直接入力するようになっている。なお、鉄道建築限界１３はレール１１の踏面を基準にして規定されているが、鉄道建築限界１３を点列データ化する際に規定値をそのまま用いた場合すなわちデータ線路１０における左右一対のレール１１の踏面を通ってそれらのレール１１と直交する直線上に鉄道建築限界１３の原点を置いた場合には、その直線（すなわち一点鎖線で図示した仮想直線１４）が基準直線となり、鉄道建築限界１３を点列データ化する際に平行移動の演算も施して線路１０の地上面を通って左右一対のレール１１と直交する直線上に鉄道建築限界１３の原点を置いた場合には、その直線（すなわち地上面１０の断面の縁線として図示した直線）が基準直線となる。離れＤや高さＨの測定時の基準直線は、測定点１２を通る鉛直線と交差し、その交差状態は、線路１０が水平であれば直交状態になるが、線路１０が傾斜していれば斜交状態になる。以後、具体例としては、踏面を通る方の基準直線１４を引用して、説明する。

これらのデータＨ，Ｄ，Ｃ，Ｒに基づいて測定点１２と鉄道建築限界１３との最短距離算出および限界判定を行う鉄道建築限界判別プログラム３０は（図１（ｃ）参照）、演算内容を定めた演算ルーチン３１と、メインメモリやハードディスク等の記憶手段に割り付けられた標準モデルデータ３２と表示モデルデータ３３と測定点データ３４と拡大傾斜モデルデータ３５と測定点データ３６と拡大モデルデータ３７とを具えている。標準モデルデータ３２は、鉄道建築限界１３を例えば２ｍｍピッチで点列化した固定値データであり、レール１１の真ん中を原点としたｎ個の二次元座標値（Ｘ１，Ｙ１）〜（Ｘｎ，Ｙｎ）の集合・配列である。なお、その点列化は、等ピッチでも良く、そうでなくても良く、例えば鉄道建築限界１３の各線分の両端点は優先的に採用するようにしても良い。また、標準モデルデータ３２には、鉄道建築限界１３の左半分に対応した点列データだけが保持されている。

表示モデルデータ３３は、画面表示に供される固定値データであり、鉄道建築限界１３の左半分を測定図表示領域２４のサイズや画素ピッチに応じて点列化されたｍ個の二次元座標値（ｘ１，ｙ１）〜（ｘｎ，ｙｎ）の集合・配列である。通常、ｍ個はｎ個より少ない。
測定点データ３４，３６は、何れも、座標変換を施した測定点１２の位置に係る計算値を保持するために一個の二次元座標値（Ｘ０，Ｙ０）からなる。
拡大傾斜モデルデータ３５及び拡大モデルデータ３７は、何れも、座標変換を施した鉄道建築限界１３の点列データに係る計算値を保持するために標準モデルデータ３２と同じくｎ個の二次元座標値（Ｘ１，Ｙ１）〜（Ｘｎ，Ｙｎ）の集合・配列からなる。

演算ルーチン３１は（図１（ｃ）参照）、設備データ表示領域２２や測定データ表示領域２３に確認表示を行いながらキーボード等から高さＨと離れＤとカントＣと曲線半径Ｒを入力または入力および算出するデータ入力手段と、それらの入力データと標準モデルデータ３２とから測定点データ３４及び拡大傾斜モデルデータ３５を算出する拡大傾斜モデル作成手段と、測定点データ３４と拡大傾斜モデルデータ３５とから最短距離を算出する最短距離算出手段と、上記入力データと標準モデルデータ３２とから測定点データ３６及び拡大モデルデータ３７を算出する拡大モデル作成手段と、それらの演算結果の表示や表示モデルデータ３３利用の画面表示を行う表示手段とを具えている。なお、図示は割愛したが、データ入力手段は、測定点１２が線路１０中においてレール１１の左右いずれの部分にあるかの情報も入力して、それが標準モデルデータ３２と整合する左の場合は入力データをそのまま使用し、整合しない右の場合は測定点１２の座標値を左右反転させるとともにカントＣや曲線半径Ｒも左右反転させるようにもなっている。

演算ルーチン３１のうち拡大傾斜モデル作成手段および最短距離算出手段を詳述する。図２は、（ａ）が鉄道建築限界１３の標準モデルのデータとイメージ、（ｂ）がモデル座標における鉄道建築限界１３の拡大モデルのデータとイメージ、（ｃ）が座標原点を測定座標原点に移動させた鉄道建築限界１３の拡大モデルのデータとイメージ、（ｄ）が鉄道建築限界１３の拡大傾斜モデルのデータとイメージ、（ｅ）が鉄道建築限界１３の拡大傾斜モデルのイメージに係る測定点１２近傍拡大図、（ｆ）が最短距離算出手段の一例のフローチャートである。

拡大傾斜モデル作成手段は（図２（ａ）〜（ｄ）参照）、測定点１２と鉄道建築限界１３の座標系を整合させて更には統一するために、鉄道建築限界１３の標準モデルに（図２（ａ）参照）、曲線半径Ｒに基づく拡大処理と（図２（ｂ）参照）、離れＤに基づく平行移動処理と（図２（ｃ）参照）、カントＣ又は傾斜θに基づく傾斜処理（図２（ｄ）参照）とを行うようになっている。
鉄道建築限界１３の標準モデルの座標系は、対称軸上の踏面高さ又は路面高さを原点とした二次元直交座標であるが（図２（ａ）参照）、測定点１２の座標系は、二次元斜交座標であって、測定点１２を通る鉛直線とレール方向の基準直線１４との交点が原点になっている。

曲線半径Ｒに基づく拡大処理は（図２（ｂ）参照）、曲線半径Ｒに応じて鉄道建築限界１３の横幅を拡大するために、偏倚Ｗだけ鉄道建築限界１３を左方へ平行移動させる。その際、鉄道建築限界１３の上下端を偏倚Ｗの分だけ対称軸側へ延長するよう点列も増やすのが望ましいが、ここでは説明の簡単化のため平行移動にとどめる。そうすると、具体的な演算としては、標準モデルデータ３２に保持する二次元座標値（Ｘ１，Ｙ１）〜（Ｘｎ，Ｙｎ）を拡大傾斜モデルデータ３５にコピーして、その横方向座標値Ｘ１〜Ｘｎそれぞれについて偏倚Ｗを減算することとなる。偏倚Ｗの算出には、規格で規定された厳密式の他、安全側の近似式も利用可能であり、例えば、在来線なら２３１００／Ｒで、新幹線なら５００００／Ｒで、算出される。

離れＤに基づく平行移動処理は（図２（ｃ）参照）、両座標系の原点を一致させるために、拡大傾斜モデルデータ３５における横方向座標値Ｘ１〜Ｘｎそれぞれについて離れＤを加算することとなる。
カントＣに基づく傾斜処理は（図２（ｄ）参照）、レール間距離が例えば１０６７ｍｍであれば式［ｔａｎ^−１（Ｃ／１０６７）］にて傾斜θを求め、拡大傾斜モデルデータ３５における二次元座標値（Ｘ１，Ｙ１）〜（Ｘｎ，Ｙｎ）それぞれ（Ｘｉ，Ｙｉ）について、傾斜θの座標回転の演算を施す。具体的には、各点の横方向座標値Ｘｉと縦方向座標値Ｙｉを、それぞれ、式［Ｘｉ×ｃｏｓθ−Ｙｉ×ｓｉｎθ］の値と式［Ｘｉ×ｓｉｎθ＋Ｙｉ×ｃｏｓθ］の値とで更新するようになっている。
測定点１２は鉛直下方に原点があるので、測定点データ３４における二次元座標値（Ｘ０，Ｙ０）を（０，Ｈ）にする処理も行うようになっている。

最短距離算出手段は（図２（ｅ），（ｆ）参照）、測定点１２と鉄道建築限界１３との最短距離を座標系統一後の測定点データ３４及び拡大傾斜モデルデータ３５に基づいて算出するために、拡大傾斜モデルデータ３５における各点の座標値（Ｘｉ，Ｙｉ）について測定点データ３４における座標値（Ｘ０，Ｙ０）との二点間距離を算出し、それらの算出距離から最小値を選出するようになっている。具体的には、図示のように（図２（ｆ）参照、なお図中の９９９９は仮の最大値）、拡大傾斜モデルデータ３５から並び順に一点ずつ選出してその座標値（Ｘｉ，Ｙｉ）と測定点座標値（Ｘ０，Ｙ０）との距離Ｂを式［√｛（Ｘｉ−Ｘ０）^２＋（Ｙｉ−Ｙ０）^２｝］で算出し、その距離Ｂとそれまでの最小値Ａとのうち小さい方を新たな最小値Ａとし、これらの演算をｉについて１からｎまで繰り返して、最短距離を得るようになっている。このような逐次計算手法の他、並列型も可能で、図示は割愛したが、各点の座標値（Ｘｉ，Ｙｉ）と座標値（Ｘ０，Ｙ０）との二点間距離を総て配列等に一時記憶しておき、その中から最小値を選出するようにしても良い。

演算ルーチン３１のうち拡大モデル作成手段および支障余裕判定手段を詳述する。図３は、（ａ）が座標原点を測定座標原点に移動させた鉄道建築限界の拡大モデルのデータとイメージ、（ｂ）が測定点を傾斜させた統一座標における鉄道建築限界の拡大モデルのデータとイメージ、（ｃ）が拡大モデルのイメージに係る測定点近傍拡大図、（ｄ）がその要部の更なる拡大図、（ｅ）が支障余裕判定手段のフローチャートである。

拡大モデル作成手段は（図３（ａ），（ｂ）参照）、測定点１２と鉄道建築限界１３の座標系を整合させて更には統一するために、鉄道建築限界１３の標準モデルデータ３２（図２（ａ）参照）から上述の曲線半径Ｒに基づく拡大処理（図２（ｂ）参照）及び離れＤに基づく平行移動処理（図２（ｃ）参照）を行って拡大モデルデータ３７における二次元座標値（Ｘ１，Ｙ１）〜（Ｘｎ，Ｙｎ）を算出し（図３（ａ）参照）、それから、カントＣに基づく傾斜処理を測定点１２に係る測定点データ３６に施すようになっている（図３（ｂ）参照）。具体的には、上述のようにしてカントＣから得られた傾斜θを用いて、測定点データ３６の二次元座標値（Ｘ０，Ｙ０）を計算値（Ｈ×ｓｉｎθ，Ｈ×ｃｏｓθ）にするのである。

支障余裕判定手段は（図３（ｃ）〜（ｅ）参照）、測定点１２と鉄道建築限界１３との相互関係について支障か余裕かの限界判定を行うのであるが、その際に鉄道建築限界１３の連続性や対称軸基準の単調性などといった特質を利用して、的確な判定を簡便に行う。すなわち、鉄道建築限界１３の隣り合う二点を結ぶ短直線それぞれについて測定点１２が左右いずれに存るのかを判別し、そのとき、一カ所でも測定点１２が右か線上にあれば支障判定を出し、総てで測定点１２が左にあれば余裕判定を出すようになっている。

具体的には、拡大傾斜モデルデータ３７から並び順に一点ずつ選出してその座標値（Ｘｉ，Ｙｉ）及びその次の座標値（Ｘ_ｉ＋１，Ｙ_ｉ＋１）の間に測定点データ３６の縦方向座標値Ｙ０が入っているか否かを判別し、入っているときだけ更に、上記の隣り合う二点（Ｘｉ，Ｙｉ），（Ｘ_ｉ＋１，Ｙ_ｉ＋１）を結ぶ短直線上において測定点１２と同じ高さになる点の横方向座標値Ｘｓを算出し、これと測定点データ３６の横方向座標値Ｘ０との大小比較を行って、Ｘ０＜Ｘｓでなければ直ちに支障判定（ＮＧ）を下すようになっている。それ以外のときは、ｉを１ずつ進めながら、比較演算等をｉについて１からｎ−１まで繰り返して、余裕判定（ＯＫ）を下すようになっている。ここでも、逐次計算手法の他、図示しない並列型の演算が可能である。

この実施例１の鉄道建築限界判別プログラムについて、その使用態様及び動作を、図面を引用して説明する。図４は、（ａ）が高さＨの測定状況の正面図、（ｂ）が離れＤの測定状況の正面図、（ｃ）がレール１１，１１の平面図、（ｄ）及び（ｅ）が画面の表示例である。

線路１０に例えば信号機を設置した後、それが鉄道建築限界１３に掛かっているか等の確認を、試験車の走行に先立って現場で行いたいときなど、汎用ノートパソコン等に鉄道建築限界判別プログラム３０をインストールした鉄道建築限界管理装置２０を持参していれば、その確認が次のようにして手軽に行える。
先ず、入力データを得るため、確認したい信号機のうち最も気になる測定点１２を選定し、例えば錘付きのメジャーを垂らして或いは水準器やレーザ測距計を用いて、測定点１２から踏面延長上の基準直線１４まで（或いは地上面基準の場合は地上面まで）の鉛直方向高さＨを測定するとともに（図４（ａ）参照）、そこから基準直線１４に沿ってレール１１の真ん中までレール方向の離れＤを測定する（図４（ｂ）参照）。

測定点１２近傍の線路１０の傾斜θ（図４（ｂ）参照）やレール１１の曲線半径Ｒ（図４（ｃ）参照）まで直接測定しても良いが、この鉄道建築限界管理装置２０では（図４（ｄ）参照）、画面２１の設備データ表示領域２２に線名や，駅名，キロ程などを入力すると、鉄道建築限界判別プログラム３０の演算ルーチン３１のデータ入力手段によって、該当する曲線半径ＲやカントＣが検索されて又は算出されて測定データ表示領域２３の該当項目欄に自動表示される。離れＤと高さＨは、測定データ表示領域２３の該当項目欄で確認しながら、手入力する。

そうすると、入力データＨ，Ｄ，Ｃ，Ｒと予め記憶保持している標準モデルデータ３２とから、演算ルーチン３１によって、測定点１２と鉄道建築限界１３との関係について最短距離の算出と支障か余裕かの限界判定とが行われる。具体的には、上述した拡大傾斜モデル作成手段と最短距離算出手段と拡大モデル作成手段と支障余裕判定手段とによって、鉄道建築限界１３の点列それぞれ及び／又は測定点１２につき、測定点１２の二次元斜交座標系と鉄道建築限界１３の二次元直交座標系との整合および統一を採る座標変換処理が施されて測定点データ３４や，拡大傾斜モデルデータ３５，測定点データ３６，拡大モデルデータ３７といった中間値が算出され、更にそれから最終結果である最短距離Ａと限界判定（ＯＫ／ＮＧ）とが出される。

そして（図４（ｅ）参照）、演算ルーチン３１の表示手段によって、測定データ表示領域２３の該当項目欄に、限界判定が余裕判定（ＯＫ）であったのか支障判定（ＮＧ）であったのかが表示されるとともに、余裕判定時には最短距離Ａが余裕量として表示され、支障判定時には最短距離Ａが支障量として表示される。それらの状態を適宜なランクに分けたランク表示も付加機能があれば行われるので、数値やランクで目視確認ができる。また、測定図表示領域２４には、測定点１２対応の測定点表示２５と鉄道建築限界１３対応の鉄道建築限界表示２６も表示されるので、画像での目視確認も行える。

こうして、この鉄道建築限界管理装置２０にあっては、測定点１２について鉛直方向の高さＨとレール方向の離れＤとを測定すれば、携帯に不向きな機器を使わなくても、現場で簡便かつ迅速に的確な判断を下すことができる。

本発明の鉄道建築限界判別プログラムの実施例２について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図５は、鉄道建築限界判別プログラム４０の構造を示し、演算ルーチンにはフローチャートを埋め込むとともにデータ構造にはイメージを添えた機能ブロック図である。

この鉄道建築限界判別プログラム４０が上述した実施例１の鉄道建築限界判別プログラム３０と相違するのは、演算ルーチン３１が一部改造されて演算ルーチン４１になった点と、それに伴い中間データ３４，３５，３６，３７に代えて測定点データ４２が導入された点である。

測定点データ４２は、測定点データ３４同様、座標変換を施した測定点１２の位置に係る計算値を保持するためのものであり、一個の二次元座標値（Ｘ０，Ｙ０）からなる。
演算ルーチン４１の改造点は、演算ルーチン３１では拡大傾斜モデル作成手段と拡大モデル作成手段との二つであった座標変換手段が演算ルーチン４１では測定点傾斜手段と測定点平行移動手段との組み合わせになった点と、その手段を先に実行してから支障余裕判定手段を実行し更にその後で最短距離算出手段を実行するよう実行手順が入れ替わった点である。

測定点傾斜手段は、カントＣに基づく傾斜処理を測定座標系で行うものであり、具体的には、測定点データ４２の二次元座標値（Ｘ０，Ｙ０）を計算値（Ｈ×ｓｉｎθ，Ｈ×ｃｏｓθ）にするようになっている。
測定点平行移動手段は、離れＤに基づく平行移動処理と曲線半径Ｒに基づく拡大処理とをモデル座標系で行うものであり、具体的には、測定点データ４２の横方向座標値Ｘ０に対して偏倚Ｗを加算するとともに離れＤを減算するようになっている。
支障余裕判定手段と最短距離算出手段については、演算内容は同じままであるが、参照データが測定点データ４２と標準モデルデータ３２とに変更されている。

この場合、測定点傾斜手段と測定点平行移動手段とが順に実行されると、測定点１２の二次元斜交座標系が直交座標系に直され、更にその原点が鉄道建築限界１３の二次元直交座標系の原点に移されて、座標系が整合するとともに統一される。具体的には、測定点１２に係る測定点データ４２における座標値（Ｘ０，Ｙ０）の座標系が、鉄道建築限界１３に係る標準モデルデータ３２における各点の座標値（Ｘ１，Ｙ１）〜（Ｘｎ，Ｙｎ）の座標系と同じになる。そして、その後、支障余裕判定手段と最短距離算出手段とが実行されて、最短距離Ａと限界判定（ＯＫ／ＮＧ）とが出され、その画面表示等もなされる。

このように、座標変換の具体化や演算の手順などが部分的には相違しているが、この鉄道建築限界判別プログラム４０の場合も、上述した鉄道建築限界判別プログラム３０と同様、鉄道建築限界１３の点列それぞれと測定点１２との二点間の関係を繰り返し調べることで、簡便かつ迅速に的確な限界判定が行われる。

［その他］
なお、本発明の適用は、上述したような携帯機器利用時に限られる訳でなく、サーバ及びクライアント等による分散システムへの組み込みや、ネットワークシステムへの組み込み、試験車・測定車への搭載機器への組み込みなど、種々可能である。
また、上記各実施例では、鉄道建築限界判別プログラムを伝統的な順次実行型ルーチンと配列データ等との組み合わせで具現化したが、鉄道建築限界判別プログラムの具現化は、それに限られる訳でなく、例えば、オブジェクト指向プログラムや，表計算ソフト，演算機能付きデータベースなどでも可能である。

さらに、上記各実施例では、データ３２，３３，３５，３７に鉄道建築限界１３の左半分が保持されていたが、右半分を保持するようにしても良い。
また、上記各実施例では、高さＨや離れＤをメジャー等で測定して手入力するようになっていたが、撮影画像等から測定点を自動抽出する機器やプログラムとの連動が可能であれば、それを利用して自動入力するようにしても良い。
また、撮像が可能であれば、現場風景等のイメージデータを限界判定結果とリンクさせてデータベースに蓄積すると、後で検索や閲覧が行える。ネットワーク等を介して遠隔でも確認できるようにするのも良い。

また、デジタルカメラで撮影した現場の写真を取り込む「画像取込機能」や、測定線区その他の情報を記憶する「データベース機能」、サーバに置いたデータベースをネットワークを介してクライアントで閲覧や更新する「ネットワーク機能」、データ形式の異なる過去の測定データを入力データ等として利用できるようにする「データコンバータ機能」などを付加するのも良い。

本発明の実施例１について、鉄道建築限界判別プログラムの構造を示し、（ａ）が鉄道建築限界管理装置の斜視図、（ｂ）が鉄道建築限界イメージを重ねた測定点データ定義用の正面図、（ｃ）が演算ルーチンにはフローチャートを埋め込むとともにデータ構造にはイメージを添えた機能ブロック図である。 鉄道建築限界判別プログラムのうち拡大傾斜モデル作成手段および最短距離算出手段の構造を示し、（ａ）が鉄道建築限界の標準モデルのデータとイメージ、（ｂ）がモデル座標における鉄道建築限界の拡大モデルのデータとイメージ、（ｃ）が座標原点を測定座標原点に移動させた鉄道建築限界の拡大モデルのデータとイメージ、（ｄ）が鉄道建築限界の拡大傾斜モデルのデータとイメージ、（ｅ）が拡大傾斜モデルのイメージに係る測定点近傍拡大図、（ｆ）が最短距離算出手段のフローチャートである。 鉄道建築限界判別プログラムのうち拡大モデル作成手段および支障余裕判定手段の構造を示し、（ａ）が座標原点を測定座標原点に移動させた鉄道建築限界の拡大モデルのデータとイメージ、（ｂ）が測定点を傾斜させた統一座標における鉄道建築限界の拡大モデルのデータとイメージ、（ｃ）が拡大モデルのイメージに係る測定点近傍拡大図、（ｄ）がその要部の更なる拡大図、（ｅ）が支障余裕判定手段のフローチャートである。 鉄道建築限界判別プログラムの使用状態を示し、（ａ）が高さ測定状況の正面図、（ｂ）が離れ測定状況の正面図、（ｃ）がレールの平面図、（ｄ）及び（ｅ）が画面の表示例である。 本発明の実施例２について、鉄道建築限界判別プログラムの構造を示し、演算ルーチンにはフローチャートを埋め込むとともにデータ構造にはイメージを添えた機能ブロック図である。 鉄道建築限界の標準モデル等について、（ａ）〜（ｃ）何れも全体イメージ図および測定点近傍拡大図である。

符号の説明

１０…線路、１１…レール、
１２…測定点、１３…鉄道建築限界、１４…基準直線（踏面基準）、
２０…鉄道建築限界管理装置、
２１…画面、２２…設備データ表示領域、２３…測定データ表示領域、
２４…測定図表示領域、２５…測定点表示、２６…鉄道建築限界表示、
３０…鉄道建築限界判別プログラム、
３１…演算ルーチン、３２…標準モデルデータ、３３…表示モデルデータ、
３４…測定点データ、３５…拡大傾斜モデルデータ、
３６…測定点データ、３７…拡大モデルデータ、
４０…鉄道建築限界判別プログラム、
４１…演算ルーチン、４２…測定点データ

Claims (5)

1. 鉄道の線路に係る測定点と鉄道建築限界との関係について最短距離の算出と支障か余裕かの限界判定とを行う鉄道建築限界判別プログラムにおいて、前記鉄道建築限界を点列データにて保持する記憶手段と、前記測定点についての鉛直方向の高さ及びレール方向の離れと前記測定点近傍での前記線路の傾斜情報および湾曲情報とを得るデータ入力手段と、前記湾曲情報に基づく拡大処理と前記傾斜情報に基づく傾斜処理とを前記点列データそれぞれと前記測定点の高さデータ及び離れデータとの何れか一方又は双方に施す座標変換手段と、前記最短距離の算出を前記座標変換手段にて処理後のデータに基づいて行う最短距離算出手段と、前記限界判定を前記座標変換手段にて処理後のデータに基づいて行う支障余裕判定手段とを備えていることを特徴とする鉄道建築限界判別プログラム。
2. 鉄道の線路に係る測定点と鉄道建築限界との関係について最短距離の算出と支障か余裕かの限界判定とを行う鉄道建築限界判別プログラムにおいて、前記鉄道建築限界を点列データにて保持する記憶手段と、前記測定点についての鉛直方向の高さ及びレール方向の離れと前記測定点近傍での前記線路の傾斜情報および湾曲情報とを得るデータ入力手段と、前記湾曲情報に基づく拡大処理と前記傾斜情報に基づく傾斜処理とを前記点列データそれぞれと前記測定点の高さデータ及び離れデータとの何れか一方又は双方に施す座標変換手段と、前記最短距離の算出を前記座標変換手段にて処理後のデータに基づいて行う最短距離算出手段とを備えていることを特徴とする鉄道建築限界判別プログラム。
3. 鉄道の線路に係る測定点と鉄道建築限界との関係について最短距離の算出と支障か余裕かの限界判定とを行う鉄道建築限界判別プログラムにおいて、前記鉄道建築限界を点列データにて保持する記憶手段と、前記測定点についての鉛直方向の高さ及びレール方向の離れと前記測定点近傍での前記線路の傾斜情報および湾曲情報とを得るデータ入力手段と、前記湾曲情報に基づく拡大処理と前記傾斜情報に基づく傾斜処理とを前記点列データそれぞれと前記測定点の高さデータ及び離れデータとの何れか一方又は双方に施す座標変換手段と、前記限界判定を前記座標変換手段にて処理後のデータに基づいて行う支障余裕判定手段とを備えていることを特徴とする鉄道建築限界判別プログラム。
4. 前記記憶手段に保持されている前記点列データは、前記鉄道建築限界のうち左右いずれか半分であり、前記データ入力手段は、前記測定点が前記線路中の左右いずれの部分にあるかの情報入力を行うものであり、その入力情報に基づいてそれらの左右を整合させるデータ処理を行う手段を具備していることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載された鉄道建築限界判別プログラム。
5. 前記レール方向は、前記線路における左右一対のレールの踏面を通ってそれらのレールと直交する直線に基づく方向、又は前記線路の地上面を通って左右一対のレールと直交する直線に基づく方向であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載された鉄道建築限界判別プログラム。

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