JP2012129907A - 列車監視システム - Google Patents

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Abstract

【課題】障害が発生した場合に、全ての障害の発生を把握できるような列車監視システムを提供する。また、システムの信頼性が向上する列車監視システムを提供する。
【解決手段】車輌情報制御装置は、監視機器それぞれに、所定の第1の時間間隔で動作確認信号を送信し、送信された該動作確認信号に応答して前記監視機器それぞれから正常信号が送信されたか否かを確認し、所定の第1の時間が経過しても該正常信号を受信しなかった場合には、所定の第2の時間間隔で再度リトライし、リトライ回数が所定の回数に達しても正常信号を受信しなかった場合には、前記監視機器に障害が発生したと判定し、前記障害が発生したと判定した監視機器への動作確認信号の送信を所定の第2の時間停止する。
【選択図】図1

Description

本発明は、鉄道車輌における車内・車外の防犯、保安、乗客の安全を目的とした映像による監視システムに関わり、特に、監視システムとして取付けられた機器の動作状態を監視し、発生した故障や不具合等の障害の発生情報を提供し、復旧可能かどうかを判断する列車監視システムの状態検知に関するものである。
従来から、列車監視システムは、列車内外の映像監視用として構築され、設置運用されることが多い(特許文献1参照。)。列車監視システムは、全車両を管理するシステムであり、車輌に関する情報を有している。しかし、従来の列車監視システムでは、それらの保有する情報を積極的に活用して、監視機器を制御する機能を備えていない。
特開2009−273009号公報 特開2002−141920号公報
従来の列車監視システムでは、故障や不具合等の障害が発生した場合に、問題箇所の映像表示や、ログ記録(どこの機器がいつダウンしたか)等の情報については、ローカルでしか情報共有できない。全ての障害の発生を、把握できるような列車監視システムを構築するためには、列車監視システムと個々の監視機器の間に仲介する制御装置が必要である。またさらに、従来の列車監視システムにおいては、障害が発生した場合であっても、障害が発生した監視機器に対しても継続して監視を行うシステムであり、システム全体の機能が劣化し、場合によっては列車監視システムがダウンする。この結果、列車監視システムの信頼性が低下する。
特許文献1は、複数の列車およびそれらの個々の列車監視システムを、それらが連結された時に接続して、1つの列車監視システムとして統合管理している。しかし、連結された列車同士の列車監視システムであっても、上述のように、障害が発生した場合に、問題箇所の映像表示や、ログ記録(どこの機器がいつダウンしたか)等の情報については、ローカルでしか情報共有できない。
また、特許文献2には、ネットワークに接続されたノードに向けてポーリングを繰り返し、所定のリトライ回数繰り返しても応答がない場合に異常と判定することや、異常と判定した場合には、一次的にシステムから切断するノード監視システムが開示されている。しかし、列車監視システムではなく、複数のシステムを統合した管理についての開示はされていない。
本発明の目的は、上記のような問題に鑑み、障害が発生した場合に、全ての障害の発生を把握できるような列車監視システムを提供することにある。またさらに、システムの信頼性が向上する列車監視システムを提供することにある。
本発明は、上記の目的を達成するために、本発明の列車監視システムにおいて、全車両管理システムと各監視機器とを備えた列車監視システムでは、全車両管理システムと監視機器との間に、各監視機器の状態検知を行う車輌情報制御装置を備えるものである。
即ち、本発明の列車監視システムは、列車を車内監視および車外監視するために配置された監視カメラと、該監視カメラで撮像された監視映像を記録する映像記録装置と、監視映像のライブ映像又は録画した監視映像を表示する映像表示装置と、列車の車輌情報を保有する全車輌管理システムと、該全車輌管理システムから必要な情報を受取る車輌情報制御装置と、前記車輌情報制御装置、並びに、監視機器である前記監視カメラ、前記映像表示装置、および前記映像記録装置をLAN接続するスイッチングハブとを備えた列車監視システムにおいて、前記車輌情報制御装置は、前記監視機器である前記監視カメラ、前記映像表示装置、および前記映像記録装置、並びに前記スイッチングハブ、それぞれに、所定の第1の時間間隔で動作確認信号を送信し、送信された該動作確認信号に応答してそれぞれの前記監視機器である前記監視カメラ、前記映像表示装置、および前記映像記録装置、並びに前記スイッチングハブから正常信号が送信されたか否かを確認し、所定の第1の時間が経過しても該正常信号を受信しなかった場合には、所定の第2の時間間隔で再度リトライし、リトライ回数が所定の回数に達しても正常信号を受信しなかった場合には、当該監視機器に障害が発生したと判定し、当該障害が発生したと判定した監視機器への動作確認信号の送信を所定の第2の時間停止するものである。
また、上記本発明の列車監視システムにおいて、前記車輌情報制御装置は、前記監視機器に障害が発生したと判定した場合に、さらに、前記全車輌管理システムに故障情報を通知する異常発生信号を送信するものである。
本発明により、車輌情報制御装置を仲介させることで、問題箇所を適切に情報展開し、故障または不具合等の障害の発生した監視機器と車輌情報制御装置との通信回線を調整し、列車監視システムおよびその全車両管理システムの負荷上昇を抑制させることができる。この結果、監視機器に障害が発生した場合でも、信頼性を維持することが可能となる。
しかも、システム全体の信頼性維持のための機能低下といった手段は用いられていないことが多い。
本発明の列車監視システムの一実施例の構成を示すブロック図である。 本発明の列車監視システムの一実施例において、映像記録装置が故障(障害が発生)した時の信号経路について説明するための模式図である。 本発明の列車監視システムの一実施例において、映像記録装置が故障(障害が発生)した時の情報の流れについて説明するためのタイムチャートである。 障害が発生した時の映像表示装置3a〜3dの表示画面の一実施例を示す模式図である。 障害が発生した時の映像表示装置3a〜3dの表示画面の一実施例を示す模式図である。
本発明の列車監視システムの一実施例を図1によって説明する。図1は、本発明の列車監視システムの一実施例の構成を示すブロック図である。8は本発明の列車監視システムを設置する列車、8aは先頭車輌((m)は先頭車輌側から始まる車輌である。8bは先頭車輌からn−1番目の車輌、8dは後方車輌((m+N)車輌)、8cは後方車輌8dから2番目の車輌である。ここで、mはあらかじめ固定した自然数(例えば、m=1)で、nは1から始まる自然数、Nはnの最大値でNは列車の最大車輌数−1である。また、1a、1b、1c、および1dは監視カメラ(SC)、2a、2b、2c、および2dはスイッチングハブ(SWH)、3aおよび3dは映像表示装置(NM)、4a、4b、4c、および4dは映像記録装置(IR)、5aおよび5dは車輌情報制御装置(SPC)、6a、6b、6c、および6dは電源装置(PW)、7aおよび7dは全車両管理システム(TMS)である。
なお、本書では、上記監視機器とは、上記監視カメラ1a〜1d、スイッチィングハブ2a〜2d、映像表示装置3aおよび3d、映像記録装置4a〜4d、並びに、車輌情報制御装置5aおよび5dを総称して、監視機器と称する。
列車の先頭車両の(m)号車8aには、監視カメラ1a、スイッチィングハブ2a、映像表示装置3a、映像記録装置4a、車輌情報制御装置5a、電源装置6a、および全車両管理システム7aが設置されている。また、最後尾車両の(m+N)号車には、監視カメラ1d、スイッチィングハブ2d、映像表示装置3d、映像記録装置4d、システム制御装置5d、電源装置6d、および全車両管理システム7dが設置されている。
(m+n)号車には3台の監視カメラ1b、スイッチングハブ2b、映像記録装置4b、および電源装置6bが設置され、(m+N−1)号車には3台の監視カメラ1c、スイッチングハブ2c、映像記録装置4c、および電源装置6cが設置される。
このように、先頭および最後尾の車両には、映像表示装置1a又は1d、車輌情報制御装置5a又は5d、および全車両管理システム7a又は7dが設置される。
列車の車外および車内監視を行う各車輌には、各監視機器の電源を供給する電源装置(PW)、監視映像を記録する映像記録装置(IR)、車内および車外の映像を撮像する監視カメラ(SC)、各監視機器の通信を行うスイッチングHUB(SWH)が設置される。さらに、先頭車輌及ぴ後方車輌には、専用に映像表示装置、車輌情報制御装置、全車輌管理システムが設置される。
なお、監視カメラ1a〜1dは、CCTVカメラ、ネットワークカメラ等の種類は問わない。また、監視カメラ1a〜1dが撮像する監視場所も、先頭/後方車輌の前方映像、車内映像、車外/車内ドア開閉映像、運転室映像、車掌室映像等、目的により任意である。従って、図1では、先頭車両と後方車輌にしか監視カメラを設置していないが、目的に応じて、任意の車輌および場所に設置するものである。
図1において、各監視機器は、連結された列車8の個々の車輌8a〜8bに設置したスイッチングハブ2a〜2dにそれぞれ接続されており、各車輌8a〜8bのスイッチングハブ2a〜2dは、隣同士の車輌間でLANケーブル等の伝送線で接続されている。また、システム全体は、スイッチングハブ2a〜2d経由でLAN接続されている。
次に、本発明の列車監視システムの全体の動作環境について説明する。
LAN経由で通信された監視カメラ1a〜1dの映像は、先頭車輌8aおよび後方車輌8dにある映像表示装置3aおよび3dに表示される。映像表示装置3aおよび3dは、通常、映像表示装置が設置されている当該車輌に設置されている監視カメラの映像をリアルタイム表示している。
しかし、ユーザが映像表示装置の映像切替ボタンを操作することによって、映像表示装置の表示画面に表示される表示画面数(画面分割数)を選択し、若しくは車輌の映像を選択することによって、所望の表示画面数および所望の車輌の映像に任意に切り替えることができる。
また、列車内に設置された警報ボタンが乗客や乗務員等のユーザによって押された場合、又は監視機器に故障や不具合等の障害が発生した場合には、異常状態と判定して、当該発生箇所の映像が映像表示装置に表示されるように、自動的に切替えられる。即ち、システム制御装置5aは、当該列車が、運行に支障がある異常状態である判定した場合には、異常状況を車内へ通知するために映像表示装置3a〜3dの全てに、障害が発生した車輌の全体図(車輌全体図)を表示させる異常表示信号を送信し、車掌等が確認できるように異常発生箇所を、映像表示装置3a〜3d全ての表示画面上に表示する。
映像記録装置4a〜4dは、各車輌ごとに入力された監視映像を録画する。その場合、監視カメラは常時撮像を行い、その監視映像を出力する。しかし、映像記録装置4a〜4dそれぞれは、例えば、車内の監視カメラの出力監視映像を常時録画し、車外の監視カメラの出力監視映像を列車が走行停止中又は走行速度が所定の値以下になった場合、および、急ブレーキ等がかけられ所定の加速度以上が加えられた場合のみ録画する。
先頭車輌と後方車輌に設置される車輌情報制御装置5aと5dは、それぞれが備える車輌情報送受信インターフェースを介し、全車輌管理システム7a又は7dが保有する列車に関するあらゆる車輌情報を定期的に収集し、状況に応じて適切な通信データを送信してシステム制御を行う。
本発明の列車監視システムの一実施例における列車監視機器状態検知動作では、故障や不具合等の障害が発生する可能性のある監視機器に対して、リトライ動作による応答信号を送信する。そして、リトライを所定の回数(例えば、3回)実行しても監視機器からの応答がない場合には、当該監視機器を故障と判定して、一時的にシステムから切断するものである。
それにより列車監視システムに加えられる負荷を低減し、操作応答や通信速度の低下が生じないようにシステムの性能を維持させる。ただし、保守性を考慮し、障害が発生したと判定した監視機器に対しても、所定間隔(例えば、1分間に1回)で応答信号を送信し、復旧の可否を確認できるようにするものである。
故障や不具合等の障害の発生をリトライ動作によって判定するには、例えば、車輌情報制御装置と各監視機器間では、車輌情報制御装置側から所定時間間隔(例えば、1分間隔)で、動作確認信号の送信し、相手先の監視機器はその動作確認信号を受取ると正常信号(ACK信号)を送信する。車輌情報制御装置は、当該監視機器から正常信号を受信することによって、当該監視機器が正常であると判定する。
また、車輌情報制御装置側から送信される動作確認信号を受信できない監視機器や受信しても所定時間以内に正常信号を返信(送信)できない監視機器について、車輌情報制御装置は、障害が発生している可能性があると判定する。
従って、車輌情報制御装置は、障害が発生している可能性がある監視機器に対して、動作確認信号を所定の時間間隔で繰り返し送信し、所定の回数送信しても、返信が無い場合には、動作確認信号の送信先の監視機器が故障や不具合等の障害発生状態であると判定する。
図2によって、本発明の列車監視システムの一実施例における列車監視機器状態検知動作の上記リトライ動作の信号経路について説明する。図2は、本発明の列車監視システムの一実施例において、映像記録装置4aが故障(障害が発生)した時の信号経路について説明するための模式図である。
まず、車輌情報制御装置5aは、スイッチングハブ2aを介して映像表示装置3aに動作確認信号を送信する(経路21)。
次に、映像表示装置3aは、受信した動作確認信号に対して、自監視機器が正常に稼働していることを知らせるACK(Acknowledge)信号をスイッチングハブ2aを介して車輌情報制御装置5aすることになる。
しかし、映像表示装置3aに障害が発生している時には、所定の時間内に、正常信号を返信(送信)できない(経路22)。
従って、所定時間内に映像表示装置3aから正常信号を受信できなかった車輌情報制御装置5aは、再度所定時間間隔後に正常信号を受信しなかった監視機器(映像表示装置3a)にリトライする(即ち、再度動作確認信号を送信する。)。
そして、車輌情報制御装置5aは、リトライの回数が所定回数以上実行され、かつ、所定時間内に映像表示装置3aから正常信号を受信できない場合には、当該監視機器(映像表示装置3a)に障害が発生したと判定する。
監視機器のいずれかに障害が発生したと判定した車輌情報制御装置5aは、次に、全車両管理システム7aに対して、故障情報を通知する異常発生信号を送信する(経路23)。全車両管理システム7aは、障害が発生した箇所を特定し、障害の原因を排除し、当該障害が発生した監視機器を復旧させるために、受信した故障情報を運営会社に送信する。これによって、運営会社は、障害の発生と発生場所が分かり、迅速に復旧作業を開始することができる。
そして、車輌情報制御装置5aは、スイッチングハブ2aを介して、映像表示装置3aに障害が発生した監視機器の位置を表示させるための異常表示信号を送信する。この異常表示信号は、列車監視システムに所属する全ての車輌の全ての映像表示装置に当該スイッチングハブを介して送信される(経路24)。従って、全ての映像表示装置の表示画面が異常が発生した監視機器の位置を表示するように制御される。
なお、異常発生中であっても、ユーザが監視カメラ切替ボタンを押した場合は、異常(障害)が発生した監視機器の位置表示をやめ、通常のライブ映像に戻すことが可能である。
さらに、車輌情報制御装置5aは、障害が発生したと判定した監視機器に対して動作確認信号の送信を所定の時間だけ停止する(経路25)。この停止時間は、リトライする時間間隔よりも2倍以上大きい(例えば、10倍、30倍、等)。
障害の発生した場合には、障害発生した監視機器(例えば、映像表示装置)の負荷が増加し、動作確認信号を受信した時に、正常信号を送信することが可能としても操作応答が鈍くなるなり、所定の時間内で送信できなくなるかまたは長時間になる。この場合には、車輌情報制御装置5aは、当該監視機器からの正常信号を受信するまでまたは、所定の時間経過するまで待機し、その後次の監視機器に動作確認信号を送信することになる。このため、列車監視システムにおける1周期の監視時間が多くなってしまい、効率性や信頼性が低下する。
しかし、本実施例によれば、障害が発生した監視機器について動作確認信号の送信を停止するため、監視時間の長時間化を防ぐことができる。
次に、図2と図3によって、本発明の監視システムの一実施例において、故障時の列車監視機器間で行われる一連の情報の流れ(情報信号の送受)について説明する。図3は、本発明の列車監視システムの一実施例において、映像記録装置が故障(障害が発生)した時の情報の流れについて説明するためのタイムチャートである。図3に記載している信号タイミングは、映像記録装置に関係しているものだけである。また図示しないが、情報の送受は、各監視機器に対して並列に処理している。
図3(a)は車輌情報制御装置5aの送信信号、図3(b)は映像記録装置4aの送信信号、図3(c)は映像表示装置3aの送信信号、図3(d)は全車輌管理システム7aの送信信号である。横軸は、図3(a)〜(d)に共通の時間である。また縦軸は、それぞれ信号がHigh(高)レベルかLo(低)レベルかをパルス波形で示している。ここでは、信号がHigh(高)レベルの場合に、動作確認信号およびACK信号が出力され、Lo(低)レベルの場合に、信号出力が無いとする。なお、受信状態については、送信信号は、各経路21〜25を通って、送信とほぼ同時に、必ず受信されるとし、特に図示していない。
図2および図3において、正常時(時間T1)には、車輌情報制御装置5aと各監視機器(この例では、映像記録装置4a)間で、所定時間間隔(例えば、1分間隔)で信号のやり取り(動作確認信号とACK信号の送受信)を行い、異常かどうか一定時間ごとに確認している(経路21)。また、監視機器が全て正常動作している時間T1では、映像表示装置3aは、監視カメラの監視映像をライブ映像として表示している。即ち、映像表示装置3aは、車輌情報制御装置5aから送信される異常表示信号を受信していない間、通常の監視映像をライブ映像として表示している。
次に、故障時において、まず故障判定中(時間T2)には、映像記録装置3aが故障した場合には、まず車輌情報制御装置5aから送信する動作確認信号に対して返答がない(ACK信号が車輌情報制御装置5aで受信できない:経路22)状態になる。これに対して、車輌情報制御装置5aは、所定回数だけリトライを繰り返し、所定回数に達しても映像記録装置3aからの返答の正常信号(ACK信号)を受信しなかった場合には、障害が発生したと判定する。
障害が発生したと判定した時には、車輌情報制御装置5aは、故障情報(異常発生信号)を全車両管理システム7aにいち早く送信する(経路23)(時間T3)。
その後車輌情報制御装置5aは、異常状況を車内に通知するために、映像表示装置3a(および3b〜3d)に、車輌全体図を表示させる異常表示信号を送信し(経路24)(時間T4)、車掌等ユーザが確認できるように異常発生箇所を映像表示装置の表示画面上に表示するように制御する(時間T4、T5)。
さらに、車輌情報制御装置5aは、障害が発生したと判定した監視機器(ここでは、映像記録装置4a)に対して、動作確認信号への送信を停止する(時間T5〜)。
以後、異常が解除される又は外部からの操作を受け付ける(時刻t0)まで、車輌情報制御装置5aは、映像表示装置3aの表示画面に異常発生箇所を表示し続ける。
異常が解除されるとは、映像記録装置4aが正常に動作できる状態となることであり、外部からの操作とは、例えば、映像表示装置3aの監視カメラ切替ボタンを押した時である。
なお、図2によって説明したように、車輌情報制御装置5aは、障害が発生したと判定した監視機器に対して動作確認信号の送信を所定の時間だけ停止する(監視を停止する)。そして、この停止時間経過後には、再度、開始を再開する。この動作確認信号の送信停止時間は、リトライする時間間隔よりも2倍以上大きい(例えば、10倍、30倍、等)。
図4は、障害が発生した時の映像表示装置3a〜3dの表示画面の一実施例を示す模式図である。40は表示画面、41は列車監視システムの監視機器を収容している筺体、42は車外/車内ドア、43は座席、44は筺体41内に収容された映像記録装置、45は警報の表示、48はX号車の車輌の模式的な外形である。
車輌全体図の画像は、ビューワとしてあらかじめ映像表示装置内にインストールしておき、映像表示装置は、障害発生時(異常表示信号受信時)に、ビューワを自動的に立ち上げ、車輌情報制御装置から送信された異常表示信号の異常情報に基づいて、異常箇所を表示する。図4の実施例では、映像記録装置44に障害が発生したとして、当該映像記録装置44が筺体41内に表示される。かつ、表示画面40内に、障害の情報をテキスト情報として表示する。テキスト情報は、例えば、障害が発生した車輌番号(X号車)、障害が発生したと判定した年月日(YYYY/MM/DD)、時刻(hh:mm)、コメント(異常発生)である。なお、これらの障害が発生した機器の表示およびテキスト情報の表示を他の表示と区別できるように、強調表示するようにしても良い(例えば、他の表示の色より、目立つ色で表示する)。例えば、他の表示を黒色又は灰色で、障害に関係する機器の表示およびテキスト情報の表示を赤色とするようにする。あるいはさらに、点滅させるようにしても良い。
また、図4において、他の警報ボタンが押下された時、例えば、連続して他の警報ボタン等が押されて、障害発生が複数同時発生した場合には、後に発生した異常を優先させて表示する。
なお、図5に示すように、表示画面50に、列車監視システムを構成する列車全体図51を表示し、障害が発生した車輌に相当する障害発生車輌部分52を強調表示し、障害が発生した車輌が、列車全体のどこなのかが、視覚的にわかるようにしても良い。
この結果、障害(監視機器の異常、警報ボタンによる異常)が発生した場合に、列車全体を構成する図が表示画面に表示され、かつ、障害が発生した車輌がどの(何号車)車輌であるかを、ユーザは、一目で、迅速に、簡単に、目視できる。
上記実施例によれば、車輌情報制御装置を仲介させることで、問題箇所を適切に情報展開し、故障または不具合等の障害の発生した監視機器と車輌情報制御装置との通信回線を調整し、列車監視システムおよびその全車両管理システムの負荷上昇を抑制させることができる。この結果、監視機器に障害が発生した場合でも、信頼性を維持することが可能となる。
さらに、上記実施例の列車監視システムによれば、障害が発生した場合には、障害が発生した監視機器の監視を停止するため、列車監視システムの信頼性が向上する。またさらに、障害が発生した監視機器について、監視を停止後から所定の時間経過後、自動的に、再度監視を開始するため、障害が発生した監視機器が復帰していた場合に迅速に監視を再開することができるため、さらに列車監視システムの信頼性が向上する。
1a、1b、1c、1d:監視カメラ(SC)、 2a、2b、2c、2d:スイッチングハブ(SWH)、 3a、3d:映像表示装置(NM)、 4a、4b、4c、4d:映像記録装置(IR)、 5a、5d:車輌情報制御装置(SPC)、 6a、6b、6c、6d:電源装置(PW)、 7a、7d:全車両管理システム(TMS)、 8:列車、 8a:先頭車輌、 8b:先頭車輌からn−1番目の車輌、 8c:後方車輌から2番目の車輌、 8d:後方車輌、 40:表示画面、 41:筺体、 42:車外/車内ドア、 43:座席、 44:映像記録装置、 45:表示、 48:外形、 50:表示画面、 51:列車全体図、 52:障害発生車輌部分。

Claims (1)

  1. 列車を車内監視および車外監視するために配置された監視カメラと、該監視カメラで撮像された監視映像を記録する映像記録装置と、監視映像のライブ映像又は録画した監視映像を表示する映像表示装置と、列車の車輌情報を保有する全車輌管理システムと、該全車輌管理システムから必要な情報を受取る車輌情報制御装置と、前記車輌情報制御装置、並びに、監視機器である前記監視カメラ、前記映像表示装置、および前記映像記録装置をLAN接続するスイッチングハブとを備えた列車監視システムにおいて、
    前記車輌情報制御装置は、前記監視機器である前記監視カメラ、前記映像表示装置、および前記映像記録装置、並びに前記スイッチングハブ、それぞれに、所定の第1の時間間隔で動作確認信号を送信し、送信された該動作確認信号に応答してそれぞれの前記監視機器である前記監視カメラ、前記映像表示装置、および前記映像記録装置、並びに前記スイッチングハブから正常信号が送信されたか否かを確認し、所定の第1の時間が経過しても該正常信号を受信しなかった場合には、所定の第2の時間間隔で再度リトライし、リトライ回数が所定の回数に達しても正常信号を受信しなかった場合には、当該監視機器に障害が発生したと判定し、当該障害が発生したと判定した監視機器への動作確認信号の送信を所定の第2の時間停止することを特徴とする列車監視システム。
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