JP2008035695A - 防護無線自動発報装置 - Google Patents

Abstract

【課題】防護無線自動発報装置において、鉄道車両の損壊を伴うような重大な事故が発生しても、防護無線を確実に発報し得るようにして、事故発生を通知する装置としての信頼性および確実性を高める。
【解決手段】防護無線自動発報装置１は、鉄道車両の事故が検知されたことに基づいて、防護無線３３，３４を起動する防護無線起動手段３０を備える。防護無線自動発報装置１は、３軸加速度計１１と、その測定値を用いて、鉄道車両の事故を検知するために必要な演算処理を行う演算部と、その演算値と３軸加速度計１１の測定値とに基づき鉄道車両の事故が検知されたときに事故検知信号を出力する検知処理装置１５，１６，１７と、事故検知信号を防護無線起動手段３０に入力する検知信号入力手段と、事故検知信号を入力したことによって起動された防護無線の作動状態を事故検知信号を用いることなく保持する保持回路１９，２０とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道車両の脱線、衝突、転覆といった事故を検知して防護無線を自動的に発報する防護無線自動発報装置に関する。

従来から、軌道上を走行する鉄道車両の事故があった場合に防護無線を自動的に発報して、乗務員が操作しなくても、事故の発生を通知できるようにする技術があった。例えば、特許文献１には、３軸加速度計および３軸ジャイロを用いて直交する３軸の加速度および３軸回りの角速度を測定し、それらの測定値を用いて、水平方向前方、右向きおよび鉛直方向の加速度と、鉛直方向変位量および姿勢角を演算し、上記測定値と演算値とによって事故を検知して、防護無線を自動発報するようにした事故検知装置について開示されている。
特許第３７４４６４１号公報

ところで、従来の事故検知装置を搭載した鉄道車両で事故が発生した場合においてその事故が鉄道車両の激しい損壊を伴わない程度の事故であり、事故検知装置が破損、破壊等することがなければ事故が検知され、防護無線が発報される。

しかし、従来の事故検知装置は、上記特許文献１に開示されているものも含め、実際は鉄道車両に搭載されるものであるため、例えば正面衝突や転覆といった鉄道車両の激しい損壊を伴う重大な事故が発生したときは、その鉄道車両とともに事故検知装置自体が短時間で破損、破壊等してしまうことが予想される。特許文献１記載の事故検知装置のように、３軸ジャイロを用いる等して正確な事故検知を行い、確実に防護無線を発報できるようになっていても、破損、破壊等してしまえば肝心の防護無線の発報が行われなくなることはいうまでもない。

鉄道車両の激しい損壊を伴う重大な事故は、付近を走行する他の鉄道車両が巻き込まれる等してさらに重大な事故につながるおそれがある。したがって、このような事故は確実に検知され、防護無線が確実に発報されるべきであるところ、特許文献１記載のものを含め従来の事故検知装置では、短時間で破損や破壊されるといったことまでは考慮されていなかったため、そのような事故が発生したときに防護無線を発報できないおそれがあった。

つまり、従来の事故検知装置は、鉄道車両の損壊を伴うような重大な事故が発生したにもかかわらず防護無線が発報されないことがあり得るため、事故発生を通知するという点での信頼性および確実性に乏しいという欠点があった。

そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたもので、鉄道車両の脱線、衝突、転覆といった事故を検知して防護無線を自動的に発報する防護無線自動発報装置において、鉄道車両の損壊を伴うような重大な事故が発生しても、防護無線を確実に発報し得るようにして、事故発生を通知する装置としての信頼性および確実性を高めることを目的とする。

上記課題の解決のため、本発明は、鉄道車両の事故が検知されたことに基づいて、鉄道車両に備え付けの防護無線を起動する防護無線起動手段を備えた防護無線自動発報装置であって、直交する３軸の加速度を測定する３軸加速度計と、その３軸加速度計の測定値を用いて、鉄道車両の事故を検知するために必要な演算処理を行う演算手段と、演算手段の演算値と３軸加速度計の測定値とに基づき鉄道車両の事故が検知されたときに事故検知信号を出力する事故検知手段と、その事故検知手段から出力される事故検知信号を防護無線起動手段に入力する検知信号入力手段と、検知信号入力手段から事故検知信号を入力したことによって防護無線起動手段により起動された防護無線の作動状態を、事故検知信号を用いることなく保持する作動状態保持手段とを有する防護無線自動発報装置を特徴とする。

この防護無線自動発報装置は、作動状態保持手段によって、事故検知信号を用いることなく防護無線起動手段により起動された防護無線の作動状態を保持できる。

また、本発明は、鉄道車両の事故が検知されたことに基づいて、鉄道車両に備え付けの防護無線を起動する防護無線起動手段を備えた防護無線自動発報装置であって、直交する３軸の加速度を測定する３軸加速度計と、その３軸加速度計の測定値を用いて、鉄道車両の事故を検知するために必要な演算処理を行う演算手段と、その演算手段の演算値と３軸加速度計の測定値とを用いて、鉄道車両の事故が発生したか否かを判定する判定手段と、その判定手段により、鉄道車両の事故が発生したと判定されたときに、鉄道車両の事故が検知されたことを示す事故検知信号を出力する事故検知手段と、その事故検知手段から出力される事故検知信号を防護無線起動手段に入力する検知信号入力手段と、演算手段および判定手段が繰り返し作動するように制御する作動制御手段とを有し、その作動制御手段により制御される演算手段および判定手段の作動周期が鉄道車両の事故発生から装置破損までに要するとされる装置破損時間よりも短く設定されている防護無線自動発報装置を特徴とする。

この防護無線自動発報装置は、演算手段および判定手段の作動周期が装置破損時間よりも短く設定されていることから、事故発生から装置破損までの間に演算手段および判定手段が作動して、事故検知信号を出力し得る。

上記防護無線自動発報装置は、検知信号入力手段から事故検知信号を入力したことによって防護無線起動手段により起動された防護無線の作動状態を、事故検知信号を用いることなく保持する作動状態保持手段を更に有するようにするとよい。

また、上記いずれの防護無線自動発報装置も、防護無線起動手段は、防護無線を起動する起動部を複数有し、検知信号入力手段は、事故検知手段から出力される事故検知信号を各起動部にそれぞれ入力し得るように構成されていることが好ましい。

さらに、３軸加速度計の測定値および鉄道車両の状態が異常か否かの判定結果に関する動作記録データを記憶する動作記録データ記憶手段と、その動作記録データ記憶手段に動作記録データを所定周期で繰り返し記憶させる記憶制御手段とを更に有することが好ましい。

これにより、動作記録データを所定周期で繰り返し記憶しておくことができるようになる。

そして、さらに、動作記録データを消去されないように保存するデータ保存手段と、事故が検知されたときの動作記録データを事故記録データとしてデータ保存手段に保存させる保存処理手段とを更に有することが好ましい。
こうすると、事故が検知されたときの動作記録データを事故記録データとして保存することができる。

鉄道車両の事故が検知されたことを示す事故検知表示を行う事故表示手段と、事故検知手段から出力される事故検知信号に基づいて、事故表示手段が事故検知表示を行うように制御する表示制御手段とを更に有するようにすることができる。こうすると、事故検知表示によって、事故が検知されたことを表示することができる。

また、事故検知手段を複数有するようにすることができる。こうすることによって、２両以上が連結されている一編成について、それぞれの鉄道車両に事故検知手段を搭載することができる。

そして、作動状態保持手段は、事故検知信号が入力される事故検知ラインと、バックアップ電源に接続されかつ事故検知ラインに接続されることなく電気的に分離されている電源ラインとが接続され、電源ラインを介したバックアップ電源からの電源供給によって防護無線の作動状態が事故検知信号を用いることなく保持されることが好ましい。

以上のように、本発明によれば、鉄道車両の損壊を伴うような重大な事故が発生しても、防護無線を確実に発報し得るようにして、事故発生を通知する装置としての信頼性および確実性を高めた防護無線自動発報装置が得られる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。

第１の実施形態
（防護無線自動発報装置の構成）
本実施の形態における防護無線自動発報装置１は、鉄道車両に搭載して使用される。防護無線自動発報装置１は、図１に示すように検知処理装置１５，１６，１７と、保持回路１９，２０と、防護無線起動手段３０と、防護無線３３，３４と、情報制御装置４０とを有している。また、防護無線自動発報装置１は、計時手段４１、距離計４２、読取装置４３、ＩＣカード４４、表示装置５０および記憶手段５１を有している。この防護無線自動発報装置１は、検出すべき鉄道車両の事故の態様として、脱線、衝突（前面衝突、側面衝突）、転覆の３種類を想定して構成されている。これらの事故は、鉄道車両が損壊し、防護無線自動発報装置１の破損や破壊までも伴うような重大な事故になるおそれが高いと考えられている。

そして、検知処理装置１５は、３軸加速度計１１、演算判定検知手段１２、データ保存手段１３ａ、データ記憶手段１３ｂおよび故障診断手段１４を有し、さらに、図２に示すスイッチ１５ａを有している。３軸加速度計１１は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向の加速度を測定し、その測定結果のデータ（加速度データ）を演算判定検知手段１２に入力する。なお、本実施の形態では、Ｘ軸方向を鉄道車両の前方方向、Ｙ軸方向を鉄道車両の右方向、Ｚ軸方向を鉄道車両の下方向としている。なお、検知処理装置１６，１７は、検知処理装置１５と同じ構成を有している。そのため、以下では、検知処理装置１５を例にとって説明し、検知処理装置１６，１７の詳しい説明は省略する。

演算判定検知手段１２は、３軸加速度計１１の測定値を用いて、鉄道車両の事故を検知するための必要な演算処理を行う演算部と、この演算部の演算値と３軸加速度計１１の測定値とを用いて、鉄道車両の走行中に異常が発生したか否かを判定する異常判定部とを有している。この演算部および異常判定部は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ(Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ)、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）によって構成されている。そして、演算部は、複数種類（本実施の形態では３種類）の判定法（後述する脱線判定１、脱線判定２、脱線判定３）を組み合わせて異なる現象から脱線の判定を行うようにしており、こうすることによって、３軸ジャイロを用いなくても事故検知の精度が高められるようにしている。

演算部は、３つの判定法（脱線判定１、脱線判定２、脱線判定３）によって脱線という異常を検知するために必要な演算処理を行う。ここで、脱線判定１では、３軸加速度計１１の測定値を一定期間蓄積しておき、絶対値化した上で、閾値を上回る加速度の発生頻度が所定値を超えた場合が異常（脱線）と判定される。また、脱線判定２では、一定期間蓄積しておいた絶対値化した加速度を積算し、最新の積算値と所定時間前の積算値とを比較し、一定値を超える大きな変化があった場合が異常（脱線）と判定される。さらに脱線判定３では、３軸加速度計１１の上下加速度の測定値を一定期間蓄積し、これを二重積分することにより車体の下方変位を算出し、算出した下方変位が所定数を越えた場合が異常（脱線）と判定される。

そして、異常判定部は上記した３つの判定法で脱線判定を行うための上記演算部の演算結果を用いて異常（脱線）が発生したか否かを判定し、異常（脱線）が発生したときは異常有無を示す異常フラグに異常有りを示すフラグをセットする。この場合、異常判定部は、演算部の上記第１、第２、第３の判定法によるそれぞれの演算結果をそれぞれに設定されている所定の閾値と比較することによって、異常（脱線）が発生したか否かを判定する。異常（脱線）が発生したと判定されたときは、スイッチ１５ａを作動させるための動作信号が出力される。

また、異常判定部は、３軸加速度計１１の測定値を用いて、すなわち、３軸加速度計１１の測定値を所定の閾値と比較して、異常（正面衝突または側面衝突による衝突）が発生したか否かを判定する。衝突が発生したと判定された場合にも、動作信号が出力される。さらに、判定部は、３軸加速度計１１の測定値を用いて、すなわち、３軸加速度計１１の測定値を所定の閾値と比較して、異常（転覆）が発生したか否かを判定する。転覆が発生したと判定された場合にも動作信号が出力される。すなわち、動作信号は脱線、衝突、転覆のいずれか少なくとも１つが発生したときに、スイッチ１５ａが作動するように出力される。

データ保存手段１３ａはＣＦカードによって構成されている（そのほかの記憶媒体でもよい）。データ保存手段１３ａは、３軸加速度計１１の測定値および異常判定部による判定結果に関する動作記録データのうち、鉄道車両の事故が検知されたときの事故記録データと、故障が検知されたときの故障記録データ（エラーログ）とを消去されないように保存するデータ保存手段としての機能を有している。データ記憶手段１３ｂは、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）によって構成され、３軸加速度計１１の測定値および判定部の判定結果に関する動作記録データを記憶する動作記録データ記憶手段を構成している。
故障診断手段１４は、演算判定検知手段１２と同じＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭによって構成されている。この故障診断手段１４は３軸加速度計１１および演算部のいずれか少なくとも１つの動作に異常がないかどうかを判定することによって、３軸加速度計１１および演算部のいずれか少なくとも１つの故障を検知し、故障を検知したときに故障検知信号を出力する。この故障検知信号は情報制御装置４０に入力される。

ここで、図２は、防護無線自動発報装置１を構成する検知処理装置１５，１６，１７（それぞれのスイッチ１５ａ，１６ａ，１７ａおよびスイッチ１５ｂ，１６ｂ，１７ｂ）と、保持回路１９，２０と、防護無線起動手段３０を構成する起動部３１，３２についての回路構成の一例を示す図である。図２に示すように、防護無線自動発報装置１は大別して３つのユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３を有している。ユニットＵ１は鉄道車両（本実施の形態では、３両以上の編成を想定しているが、３両よりも少ない編成についても本発明は適用することができる）の先頭車両に搭載される。ユニットＵ２は中間の鉄道車両に搭載され、ユニットＵ３は鉄道車両の最後尾車両に搭載される。

ユニットＵ１、Ｕ３は、共通する構成を有している。すなわち、ユニットＵ１は検知処理装置１５、保持回路１９および起動部３１を有し、ユニットＵ３は検知処理装置１７、保持回路２０および起動部３２を有している。ユニットＵ２は検知処理装置１６を有している。そして、ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３には共通ライン１８ａ，１８ｂが設けられており、この共通ライン１８ａ，１８ｂによって互いに接続されている。また、検知処理装置１５，１６，１７がこの共通ライン１８ａ，１８ｂに並列に接続されている。共通ライン１８ａは、保持回路１９および起動部３１と、保持回路２０および起動部３２とに接続されている。共通ライン１８ａは、事故検知信号を起動部３１、３２に入力する検知信号入力手段としての機能を有している。なお、スイッチ１５ｂ、１６ｂ、１７ｂは情報制御装置４０に接続されているので、情報制御装置４０には、スイッチ１５ｂ、１６ｂ、１７ｂからの系統と、後述するスイッチ３１ｂ、３２ｂからの系統との２つの系統から検知信号が入力される。

保持回路１９は、共通ライン１８ａ，１８ｂの間に直列に接続されたスイッチ１９ａおよび１９ｂを有し、さらにリレー１９ｃ、リセットスイッチ１９ｄおよびリレー１９ｅを有している。また、保持回路２０は、共通ライン１８ａ，１８ｂの間に直列に接続されたスイッチ２０ａおよび２０ｂを有し、さらにリレー２０ｃ、リセットスイッチ２０ｄおよびリレー２０ｅを有している。起動部３１は、防護無線を起動するためのスイッチ３１ａと、情報制御装置４０に検知信号を入力するためのスイッチ３１ｂとを有している。起動部３２は、防護無線を起動するためのスイッチ３２ａと、情報制御装置４０に検知信号を入力するためのスイッチ３２ｂとを有している。これらの起動部３１と、起動部３２とが防護無線起動手段３０を構成している。また、起動部３１と、起動部３２とに対して、防護無線３３，３４がそれぞれ接続されている（図１参照）。

情報制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有し、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されているプログラムにしたがい作動して、表示装置５０における表示制御、記憶手段５１への情報の記録、更新などを制御する。計時手段４１は、現在時刻を計測して計測結果を示すデータを情報制御装置４０に入力する。距離計４２は基準地点からの鉄道車両の走行距離を計測して計測結果を示すデータを情報制御装置４０に入力する。読取装置４３はＩＣカード４４に記憶されているデータを読み取って情報制御装置４０に入力する。表示装置５０は鉄道車両の運転台に設置される。表示装置５０はランプの点灯表示等により、事故が検知されたことを示す事故検知表示を行う事故表示手段および故障が検知されたことを示す故障検知表示を行う故障表示手段を構成している。

記憶手段５１は、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）によって構成されているが、そのほかの記憶媒体を用いても良い。

（防護無線自動発報装置の動作内容）
そして、このような回路構成において、防護無線自動発報装置１は次のように作動する。まず、検知処理装置１５，１６，１７が異常判定部から動作信号を入力したとすると、それぞれのスイッチ１５ａ，１６ａ，１７ａが閉鎖されて事故検知信号ｓｇ１５，ｓｇ１６，ｓｇ１７が共通ライン１８ａを通じて出力される。このとき、例えば、検知処理装置１５のスイッチ１５ａが閉鎖され、事故検知信号ｓｇ１５が出力されたとすると、事故検知信号ｓｇ１５は共通ライン１８ａを通じてリレー１９ｅに入力される。すると、リレー１９ｅが励磁されるので、これに連動してスイッチ３１ａが入り、これによって、防護無線３３が起動され、防護無線が発報される。この間、保持回路１９のスイッチ１９ａが入るため、事故検知信号ｓｇ１５が入力されていなくても、リレー１９ｅは励磁されたままの状態で保持される（リレー１９ｅの励磁状態が保持される）。したがって、一旦、事故検知信号ｓｇ１５が入力されてリレー１９ｅが励磁されてしまえばそれ以降はたとえ事故検知信号ｓｇ１５が入力されなくても防護無線３３の起動が保持され、防護無線が発報され続けることとなる。このように、防護無線自動発報装置１では、保持回路１９によって、リレー１９ｅの励磁状態が保持され、起動された防護無線３３の作動状態（防護無線３３の発報している状態）が保持されるので、保持回路１９が作動状態保持手段として機能している。

ただし、リセットスイッチ１９ｄを操作すると（押すと）、リレー１９ｃが励磁されるので、リレー１９ｅの励磁状態が解除される。この場合は、防護無線３３の起動が解除され、防護無線の発報が停止する。なお、以上の動作は、検知処理装置１６，１７から事故検知信号ｓｇ１６，ｓｇ１７が出力された場合の動作と同様であり、また、保持回路２０と、起動部３２とについても同様である。

次に、図３に示すフローチャートを参照して、防護無線自動発報装置１の動作手順について説明する。図３は、防護無線自動発報装置１の起動後から事故検知または故障検知がなされたときまでの動作手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、演算判定検知手段１２のＣＰＵによって制御されている。以下の説明では、検知処理装置１５の動作を例にとって説明しているが、検知処理装置１６，１７の動作についても同様である。なお、図３では、ステップをＳと略記している。

防護無線自動発報装置１は、鉄道車両（ここでは、電車を想定しているが、本発明では、電車以外の鉄道車両についても適用される）のパンタグラフが上がって電源が確保され、図示しない蓄電池に通電された後に図３のフローチャートに示す動作を実行する（なお、防護無線自動発報装置１は、パンタグラフが下がって電源が遮断されると図３のフローチャートに示す動作の実行を停止する）。防護無線自動発報装置１は処理を開始すると、ステップ１に進んで検知処理装置１５を起動し、続くステップ２では、演算判定検知手段１２のＣＰＵが自己診断手段として作動し、起動時用の自己診断処理を実行する。ここでは、演算部としてのＣＰＵの動作チェック（ＳＲＡＭ（データ記憶手段１３ｂ）の初期化、書込みおよび読込みチェック）、３軸加速度計１１のセルフテスト、データ保存手段１３ａの残容量チェックなどが行なわれる。

次に、演算判定検知手段１２のＣＰＵは、ステップ２を実行後、ステップ３に進み、ステップ２の自己診断処理で故障が発生したか否かを判定し、故障が発生したときはステップ１８に進むが、そうでなければステップ４からステップ１５までの繰り返しルーチンに進む。この繰り返しルーチンでは、作動制御手段としての演算判定検知手段１２のＣＰＵの制御によって、後述する作動周期でステップ４からステップ１５までが繰り返し実行されるようになっている。この作動周期は、鉄道車両の事故発生から防護無線自動発報装置１自体が破損するまで（装置破損が起きるまで）に要するとされる装置破損時間よりも短くなるようにして設定されている。本実施の形態では、種々の実験、検討結果からみて、装置破損時間は前面衝突では、概ね０．１ｓ程度であると考えられることから、作動周期を５ｍｓに設定している。ただし、作動周期は５ｍｓ以外の値に設定してもよい。

そして、演算判定検知手段１２のＣＰＵは、繰り返しルーチンの実行を開始するとステップ４に進んで３軸加速度計１１の測定値（加速度データ）を取得し、続くステップ５でデジタルフィルタ処理を行ってステップ６に進む。ステップ６からステップ１１までの各ステップでは、順に、異常判定部による上記の脱線判定１、脱線判定２、脱線判定３、前面衝突判定、側面衝突判定、転覆判定による演算および異常判定が行われる。

次に、ステップ１２に処理が進むと、演算判定検知手段１２のＣＰＵが記憶制御手段として作動し、ステップ４から１１までで得られた動作記録データをデータ記憶手段１３ｂに記憶させる。続くステップ１３では、演算判定検知手段１２のＣＰＵが自己診断手段として作動して、常時チェック用の自己診断処理を実行する。ここでは、演算部としてのＣＰＵの例外割込の発生有無、３軸加速度計１１の異常加速度チェック、データ保存手段１３ａの途中抜き取りチェックなどが行なわれる。

そして、ステップ１４に進むと、それまでの処理結果に基づいて、すなわち、ステップ６〜１１までにおいて、演算判定検知手段１２のＣＰＵが、判定手段としての動作を行い、ステップ６〜１１までのいずれか少なくとも１つにおいて、判定結果が異常有りになっているか否かの判定（この判定は、鉄道車両の事故が発生したか否かの判定に相当し、「事故判定」ともいう）を行う。ここで、ステップ６〜１１までで異常有りがなかったときは、事故は発生していないとしてステップ１５に進むが、そうでなければ事故が発生したとしてステップ１６，１７を実行した後、処理を終了する。

ステップ１６では、演算判定検知手段１２のＣＰＵがスイッチ１５ａを作動させるための動作信号を出力し、続くステップ１７では、演算判定検知手段１２のＣＰＵが保存処理手段として作動し、上記動作記録データを事故記録データとしてデータ保存手段１３ａに書き込み、保存させる。動作信号が出力されると、事故検知信号が出力され、防護無線３３，３４の起動および情報制御装置４０に対する後述する事故表示のための指示が行われる。また、情報制御装置４０は、演算判定検知手段１２の指示にしたがい表示装置５０に対して、事故が検知されたことを示す事故表示を行わせる。

そして、ステップ１５に進むと、演算判定検知手段１２のＣＰＵが、ステップ１３における自己診断処理の処理結果が故障有りになっているか否かの判定（故障判定）を行い、故障発生により故障有りになっていなければ、ステップ４に戻って繰り返しルーチンを繰り返し実行するが、そうでなければステップ１８，１９を実行した後、処理を終了する。

ステップ１８では、演算判定検知手段１２のＣＰＵが、故障が発生したことを示す故障検知信号を情報制御装置４０に出力し（故障出力して記憶手段５１に書き込むようにし）、続くステップ１９では、演算判定検知手段１２のＣＰＵが保存処理手段として作動し、上記動作記録データを故障記録データとしてデータ保存手段１３ａに書き込み、保存させる。情報制御装置４０は、演算判定検知手段１２から故障信号を入力すると、表示装置５０に対して、故障が検知されたことを示す故障表示を行わせる。

以上のように、防護無線自動発報装置１は、保持回路１９，２０を有しているから、一旦防護無線３３，３４が起動されると、それ以降は、この保持回路１９，２０によって、事故検知信号が入力されなくても（事故検知信号を用いることなく）、防護無線３３，３４の作動状態を保持できるようになっている。そのため、例えば、鉄道車両の正面衝突が発生する等した場合には、それに伴い先頭車両に搭載される検知処理装置１５が短時間で破損、破壊され、事故検知信号の出力が停止することが予想されるが、そのような場合にも、防護無線３３，３４の発報が継続して行われる。したがって、防護無線自動発報装置１は、鉄道車両の損壊を伴うような重大な事故が発生し、短時間で破損、破壊されるようなことがあっても、確実に防護無線が発報されるので、事故発生を通知する装置としての信頼性および確実性が高められている。

また、防護無線自動発報装置１は、作動周期が装置破損時間よりも短く設定され、事故発生の瞬間から破損、破壊されるまでの間に３軸加速度１１および異常判定部が作動し、事故検知信号が出力されるようにしている。そのため、防護無線自動発報装置１は、破損、破壊されるとしても、その破損、破壊が起きる前に事故検知信号が出力され、それにより防護無線が発報されるようになっているので、この点でも、事故発生を通知する装置としての信頼性および確実性が高められている。

さらに、防護無線起動手段３０が２つの起動部３１，３２を有しているので、２つの起動部３１，３２を上記のように、それぞれ先頭車両、最後尾車両に離して設置することができる。また、その起動部３１，３２のそれぞれに事故検知信号が入力されるようになっている。したがって、例えば、鉄道車両の正面衝突が発生して、それに伴い、起動部３１が破損するようなことがあっても、起動部３２によって防護無線を発報することができるから、この点でも、事故発生を通知する装置としての信頼性および確実性が高められている。

さらにまた、複数の検知処理装置１５，１６，１７を有していることにより、事故によってそれらのいずれかが破損、破壊しても、その他から事故検知信号が出力され得るから、この場合も、防護無線の発報を確保でき、事故発生を通知する装置としての信頼性および確実性が高められている。

そして、さらに、防護無線自動発報装置１は、動作記録データをデータ記憶手段１３ｂに作動周期で記憶しておくことができ、しかも事故が発生したときは、その動作記録データがデータ保存手段１３ａに事故記録データとして保存されるから、事故の後に事故記録データを解析することができる。その解析によって、事故当時における鉄道車両の動作状態を分析することもでき、事故原因の究明に役立てることもできる。

また、防護無線自動発報装置１は、故障診断手段を有し、この故障診断手段によって自己診断処理を実行して故障が検知されたときに故障検知信号を出力しているから、故障の発生を外部に通知することができ、乗務員などによる適切な処置の機会を確保することができる。したがって、防護無線自動発報装置１は、故障が発生したときの対応がとりえるようになっているので、事故発生を通知する装置としての信頼性および確実性が高められている。

また、３軸ジャイロを有してなく、３軸加速度計の測定値によって、事故発生を検知するようにしているから、その分、故障のおそれが少なく、故障し難い構成になっている。

防護無線自動発報装置１は、故障が検知されると、故障表示が行われるため、乗務員等が故障の発生を確実に把握することができ、一層事故発生を通知する装置としての信頼性および確実性が高められている。
なお、ステップ６〜１１の各ステップは、実行する順序を適宜変更してもよい。

第２の実施形態
次に、本発明の第２の実施の形態に係る防護無線自動発報装置１について説明する。ここで、図４は第２の実施の形態に係る防護無線自動発報装置１の要部の回路構成の一例を示す図である。第２の実施の形態に係る防護無線自動発報装置１は、第１の実施の形態に係る防護無線自動発報装置１と比較して保持回路１９，２０が相違し、他は同じ構成を有している。

図４に示すように、第２の実施の形態に係る防護無線自動発報装置１の保持回路１９は、第１の実施の形態に係る防護無線自動発報装置１の保持回路１９と比較して、共通ライン１８ａに接続されているリレー１９ｆと、スイッチ１９ｇとを有し、バックアップ電源ライン１９ｈが接続されている点で相違し、他は同じ構成を有している。

また、第２の実施の形態に係る防護無線自動発報装置１の保持回路２０は、第１の実施の形態に係る防護無線自動発報装置１の保持回路２０と比較して、共通ライン１８ａに接続されているリレー２０ｆと、スイッチ２０ｇとを有し、バックアップ電源ライン２０ｈが接続されている点で相違し、他は同じ構成を有している。

リレー１９ｆは事故検知信号が入力される事故検知ラインとしての共通ライン１８ａに接続されている。スイッチ１９ｇはスイッチ１９ａと並列に設けられている。スイッチ１９ｇおよびスイッチ１９ａはスイッチ１９ｂおよびリセットスイッチ１９ｄを介してバックアップ電源ライン１９ｈに接続されている。バックアップ電源ライン１９ｈは、共通ライン１８ａに接続されることなく分離されてバックアップ電源ユニット３５に接続されている。

リレー２０ｆは共通ライン１８ａに接続されている。スイッチ２０ｇはスイッチ２０ａと並列に設けられている。スイッチ２０ｇおよびスイッチ２０ａはスイッチ２０ｂおよびリセットスイッチ２０ｄを介してバックアップ電源ライン２０ｈに接続されている。バックアップ電源ライン２０ｈは、共通ライン１８ａに接続されることなく分離されてバックアップ電源ユニット３６に接続されている。

バックアップ電源ユニット３５、３６はそれぞれユニットＵ１，Ｕ３に設けられている。バックアップ電源ユニット３５、３６はそれぞれ蓄電池を備え、その蓄電池に電源ユニット３７から供給される電力が蓄えられている。電源ユニット３７はユニットＵ１に設けられ、共通ライン１８ｂに接続されている。電源ユニット３７は蓄電池および変圧器を備え、パンタグラフから供給される電力を変圧器により所定の電圧に変換して蓄電池に蓄えている。

そして、第２の実施の形態に係る防護無線自動発報装置１では、事故検知信号ｓｇ１５が共通ライン１８ａを通じて出力されたとすると、リレー１９ｆが励磁されるので、これに連動してスイッチ１９ｇが入る（閉鎖される）。すると、バックアップ電源ライン１９ｈを介してバックアップ電源ユニット３５から電源が供給され、その電源供給を受けてリレー１９ｅが励磁されるので、これに連動してスイッチ３１ａ、３１ｂが入り、これによって、防護無線３３が起動され、防護無線が発報される。

この間、保持回路１９のスイッチ１９ａが入るため、事故検知信号ｓｇ１５が入力されていなくても、バックアップ電源ユニット３５からの電源供給を受けてリレー１９ｅは励磁されたままの状態で保持される（リレー１９ｅの励磁状態が保持される）。

したがって、第２の実施の形態に係る防護無線自動発報装置１も、第１の実施の形態に係る防護無線自動発報装置１と同様に、一旦、事故検知信号ｓｇ１５が入力されてリレー１９ｅが励磁されてしまえばそれ以降はたとえ事故検知信号ｓｇ１５が入力されなくても防護無線３３の起動が保持され、防護無線が発報され続けることとなる。

その上、第２の実施の形態に係る防護無線自動発報装置１では、バックアップ電源ライン１９ｈが接続されているので、バックアップ電源ユニット３５からの電源供給を受けてリレー１９ｅが励磁されるようになっており、しかもバックアップ電源ライン１９ｈは事故検知ラインとしての共通ライン１８ａに接続されてなく、共通ライン１８ａとは電気的に分離されている。

第２の実施の形態に係る防護無線自動発報装置１では、事故による車両の損壊等に伴い、共通ライン１８ａ、１８ｂが切断されることがあっても、バックアップ電源ライン１９ｈを介してバックアップ電源ユニット３５からの電源供給によってリレー１９ｅの励磁状態を保持できるようになっている。

このように、第２の実施の形態に係る防護無線自動発報装置１でも、保持回路１９によって、リレー１９ｅの励磁状態が保持され、起動された防護無線３３の作動状態が保持されるので、保持回路１９が作動状態保持手段として機能している。

第２の実施の形態に係る防護無線自動発報装置１では、リセットスイッチ１９ｄを操作すると（押すと）、バックアップ電源ユニット３５からの電源供給が解除されるため、リレー１９ｅの励磁状態が解除される。この場合は、防護無線３３の起動が解除され、防護無線の発報が停止する。

なお、以上の動作は、検知処理装置１６，１７から事故検知信号ｓｇ１６，ｓｇ１７が出力された場合の動作と同様であり、また、保持回路２０と、起動部３２とについても同様である。

第３の実施形態
次に、本発明の第３の実施の形態に係る防護無線自動発報装置１について説明する。ここで、図５は第３の実施の形態に係る防護無線自動発報装置１の要部の回路構成の一例を示す図である。第３の実施の形態に係る防護無線自動発報装置１は、第１の実施の形態に係る防護無線自動発報装置１と比較して保持回路１９，２０が相違し、他は同じ構成を有している。

図５に示すように、第３の実施の形態に係る防護無線自動発報装置１の保持回路１９は、第１の実施の形態に係る防護無線自動発報装置１の保持回路１９と比較して、スイッチ１９ａおよび１９ｂを有していない点と、リセットスイッチ１９ｄからスイッチ１９ａおよび１９ｂを介してリレー１９ｅに接続されるラインを有しない点と、リレー１９ｃおよびリレー１９ｅが一対となってラッチングリレーを構成している点で相違し、他は同じ構成を有している。

また、第３の実施の形態に係る防護無線自動発報装置１の保持回路２０は、第１の実施の形態に係る防護無線自動発報装置１の保持回路２０と比較して、スイッチ２０ａおよび２０ｂを有していない点と、リセットスイッチ２０ｄからスイッチ２０ａおよび２０ｂを介してリレー２０ｅに接続されるラインを有しない点と、リレー２０ｃおよびリレー２０ｅが一対となってラッチングリレーを構成している点で相違し、他は同じ構成を有している。

そして、第３の実施の形態に係る防護無線自動発報装置１では、事故検知信号ｓｇ１５が共通ライン１８ａを通じて出力されたとすると、事故検知信号ｓｇ１５が共通ライン１８ａを通じてリレー１９ｅに入力される。すると、リレー１９ｅが励磁されるので、これに連動してスイッチ３１ａ、３１ｂが入り、これによって、防護無線３３が起動され、防護無線が発報される。

リレー１９ｅはラッチングリレーを構成していて、その励磁状態が解除されても、スイッチ３１ａ、３１ｂの閉鎖状態が保持される。したがって、一旦、事故検知信号ｓｇ１５が入力されてリレー１９ｅが励磁されてしまえばそれ以降はたとえ事故検知信号ｓｇ１５が入力されなくても、また、事故による車両の損壊等に伴い、共通ライン１８ａ、１８ｂが切断された場合においても、防護無線３３の起動が保持され、防護無線が発報され続けることとなる。

このように、第３の実施の形態に係る防護無線自動発報装置１でも、保持回路１９によって、リレー１９ｅの励磁状態が保持され、起動された防護無線３３の作動状態が保持されるので、保持回路１９が作動状態保持手段として機能している。

ただし、第３の実施の形態に係る防護無線自動発報装置１では、リセットスイッチ１９ｄを操作すると（押すと）、電源ユニット３７からの電源供給を受けてリレー１９ｃが励磁されるので、これに連動してスイッチ３１ａ、３１ｂが開放され、防護無線３３の発報が停止する。リレー１９ｃはラッチングリレーを構成しているので、その励磁状態が解除されても、スイッチ３１ａ、３１ｂの開放状態が保持されるようになっている。

なお、以上の動作は、検知処理装置１６，１７から事故検知信号ｓｇ１６，ｓｇ１７が出力された場合の動作と同様であり、また、保持回路２０と、起動部３２とについても同様である。

本発明の実施の形態に係る防護無線自動発報装置の全体構成の一例を示すブロック図である。 防護無線自動発報装置の要部の回路構成の一例を示す図である。 防護無線自動発報装置の起動後から事故検知または故障検知がなされたときまでの動作手順の一例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る防護無線自動発報装置の要部の回路構成の一例を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係る防護無線自動発報装置の要部の回路構成の一例を示す図である。

符号の説明

１…防護無線自動発報装置、１１…３軸加速度計、１２…演算判定検知手段
１３ａ…データ保存手段、１３ｂ…データ記憶手段
１４…故障診断手段、１５，１６，１７…検知処理装置
１８ａ，１８ｂ…共通ライン、１９ｈ…バックアップ電源ライン
１９，２０…保持回路、３０…防護無線起動手段
３１，３２…起動部、３３，３４…防護無線
４０…情報制御装置、５０…表示装置、５１…記憶手段

Claims (9)

1. 鉄道車両の事故が検知されたことに基づいて、前記鉄道車両に備え付けの防護無線を起動する防護無線起動手段を備えた防護無線自動発報装置であって、
   直交する３軸の加速度を測定する３軸加速度計と、
   該３軸加速度計の測定値を用いて、前記鉄道車両の事故を検知するために必要な演算処理を行う演算手段と、
   該演算手段の演算値と前記３軸加速度計の測定値とに基づき前記鉄道車両の事故が検知されたときに事故検知信号を出力する事故検知手段と、
   該事故検知手段から出力される前記事故検知信号を前記防護無線起動手段に入力する検知信号入力手段と、
   前記検知信号入力手段から前記事故検知信号を入力したことによって前記防護無線起動手段により起動された前記防護無線の作動状態を、前記事故検知信号を用いることなく保持する作動状態保持手段とを有することを特徴とする防護無線自動発報装置。
2. 鉄道車両の事故が検知されたことに基づいて、前記鉄道車両に備え付けの防護無線を起動する防護無線起動手段を備えた防護無線自動発報装置であって、
   直交する３軸の加速度を測定する３軸加速度計と、
   該３軸加速度計の測定値を用いて、前記鉄道車両の事故を検知するために必要な演算処理を行う演算手段と、
   該演算手段の演算値と前記３軸加速度計の測定値とを用いて、前記鉄道車両の事故が発生したか否かを判定する判定手段と、
   該判定手段により、前記鉄道車両の事故が発生したと判定されたときに、前記鉄道車両の事故が検知されたことを示す事故検知信号を出力する事故検知手段と、
   該事故検知手段から出力される前記事故検知信号を前記防護無線起動手段に入力する検知信号入力手段と、
   前記演算手段および前記判定手段が繰り返し作動するように制御する作動制御手段とを有し、
   該作動制御手段により制御される前記演算手段および前記判定手段の作動周期が前記鉄道車両の事故発生から装置破損までに要するとされる装置破損時間よりも短く設定されていることを特徴とする防護無線自動発報装置。
3. 前記検知信号入力手段から前記事故検知信号を入力したことによって前記防護無線起動手段により起動された前記防護無線の作動状態を、前記事故検知信号を用いることなく保持する作動状態保持手段を更に有することを特徴とする請求項２記載の防護無線自動発報装置。
4. 前記防護無線起動手段は、前記防護無線を起動する起動部を複数有し、
   前記検知信号入力手段は、前記事故検知手段から出力される前記事故検知信号を前記各起動部にそれぞれ入力し得るように構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の防護無線自動発報装置。
5. 前記３軸加速度計の測定値および前記鉄道車両の状態が異常か否かの判定結果に関する動作記録データを記憶する動作記録データ記憶手段と、
   該動作記録データ記憶手段に前記動作記録データを所定周期で繰り返し記憶させる記憶制御手段とを更に有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の防護無線自動発報装置。
6. 前記動作記録データを消去されないように保存するデータ保存手段と、
   前記事故が検知されたときの前記動作記録データを事故記録データとして前記データ保存手段に保存させる保存処理手段とを更に有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の防護無線自動発報装置。
7. 前記鉄道車両の事故が検知されたことを示す事故検知表示を行う事故表示手段と、
   前記事故検知手段から出力される前記事故検知信号に基づいて、前記事故表示手段が前記事故検知表示を行うように制御する表示制御手段とを更に有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の防護無線自動発報装置。
8. 前記事故検知手段を複数有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項記載の防護無線自動発報装置。
9. 前記作動状態保持手段は、前記事故検知信号が入力される事故検知ラインと、バックアップ電源に接続されかつ前記事故検知ラインに接続されることなく電気的に分離されている電源ラインとが接続され、前記電源ラインを介した前記バックアップ電源からの電源供給によって前記防護無線の作動状態が前記事故検知信号を用いることなく保持されることを特徴とする請求項１または３記載の防護無線自動発報装置。

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