JP2012250684A - 列車接近警報システム - Google Patents

Abstract

【課題】列車が所定距離内に接近すると列車見張員に対し自動的に警報を発動させるシステムにおいて、警報対象となる列車が走行中であるか停車中であるかを区別して警報動作を異ならせ、使用者に対する利便性の向上を図る。
【解決手段】ＣＴＣ装置から列車情報を抽出する列車情報伝達装置から得た列車位置情報とＧＰＳ測位装置から得た位置情報とを比較して、両者の間隔が所定の見通し距離以内になったときに接近警報情報を警報装置へ出力して警報を鳴動させるシステムにおいて、列車が進行を継続する接近列車であるか停止中又は停止予定の在線列車であるかを区別し、在線列車に対する列車見通し距離の長さを、接近列車に対する見通し距離の長さに比べて短く設定する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、鉄道線路内や線路近傍で保守点検作業を行う場合に、列車が所定距離内に接近すると列車見張員に対し自動的に警報を発動させるシステムに関するものであって、詳しくは、警報対象となる列車が走行中であるか停車中であるかを区別し、種別に応じて警報動作を異ならせることにより、使用者（列車見張員）に対する利便性の向上を図ることを目的とする。

線路内や線路付近で点検や保守などの作業を行う場合、見張員を配置し、この見張員が目視により列車の接近を確認して作業員へ伝達するように定められている。従って、見張員が列車接近を見落とすと、作業員の安全性が担保されない。そこで、見張員の支援をするため、鉄道線路内やその近傍で作業を行う際に、列車が所定距離内に接近すると、警報を自動的に発動させるシステムが提案されている（特許文献１）。

特許文献１に記載の前記警報システムは、ＣＴＣ（中央列車制御装置）から列車の位置する閉塞区間情報を抽出する列車位置抽出装置と、ＧＰＳ（全地球測位システム）からの電波を受信して作業員の現在位置を検出する測位用携帯端末と、列車接近の警報を作業員に発動する警報用携帯端末と、閉塞区間を細分化した作業員位置エリア情報を保有する中央制御装置とから構成され、測位用携帯端末からのＧＰＳ情報に基づいて検出した作業員位置エリアと、列車位置抽出装置で得た列車が在線する閉塞区間との距離を中央制御装置が算出し、この距離が所定範囲内となったときに、警報用携帯端末へ列車接近警報信号を発信するというものである。

なお同システムは、一つの閉塞区間を複数に細分化した作業員位置エリアを線路上に定義し、ＧＰＳで取得した作業員位置座標から最短距離の作業員位置エリアを選択して割り当てる工程を導入したことにより、作業員位置の把握精度を高めて、列車接近警報を発信するタイミングを従来よりも適正化できるという利点を有している。

特許第４２３２０１５号公報

特許文献１に記載の列車接近警報システムは、ＧＰＳで取得した作業員位置エリアから所定距離内の閉塞区間に列車が在線すると、自動的に警報を発動させるものであるが、そのため、駅等の停車場周辺など、列車が警報対象の閉塞区間に長時間停車することの多い作業条件下では、作業員の携行する警報用携帯端末が警報動作を長時間継続させることとなり、使い勝手が悪いという問題があった。

本発明は、前記従来の問題点を解決すべく、列車が警報対象となる見通し距離内に存在する場合でも、この列車が停止しているときは、作業員の退避時間を十分に確保できる点に着目して創案したものである。本発明に係る列車接近警報システムの特徴は、請求項１に記載するとおり、自己の位置を測位して位置情報を送信する機能を持った測位装置と、列車接近情報を受信すると所定の警報動作を実行する機能を持った警報装置と、列車運行管理装置から列車情報を抽出する列車情報伝達装置と、列車情報伝達装置から列車情報を取得する機能及び前記測位装置及び警報装置と通信する機能を備える制御装置とを有し、前記制御装置は、列車情報伝達装置から得た列車位置情報と測位装置から得た位置情報とを比較して、列車と測位装置との間隔が所定の見通し距離よりも短くなったときに、前記警報装置へ列車接近情報を出力するように設定されたシステムにおいて、列車情報伝達装置が制御装置へ供給する列車情報には、該当列車が、進行を継続する接近列車であるか、停止中又は停止予定の在線列車であるかを区別する情報が付与されており、前記制御装置は、在線列車に対する列車見通し距離の長さを、接近列車に対する見通し距離の長さに比べて短く設定することである。

前記警報システムにおいて、自己の位置を測位して位置情報を送信する機能を持った測位装置には、例えば、ＧＰＳ機能を備えた携帯電話端末が使用される。列車接近情報を受信すると警報を発動させる警報装置には、例えば、アラーム機能を備えた携帯電話端末が使用される。列車情報伝達装置が列車情報の取得対象とする列車運行管理装置は、通常、ＣＴＣが選定される。

列車情報に、該当列車が進行を継続する接近列車であるか、停止中又は停止予定の在線列車であるかを区別する情報を付与する手段としては、例えば、列車情報伝達装置が、列車運行管理装置から信号現示に関する情報を取得し、これを列車位置情報と組み合わせることにより可能である。すなわち、出発信号機が設置されている閉塞区間（軌道回路）に列車が進入したときに、出発信号機が停止現示であれば、その列車を在線列車として定義し、当該列車の情報に、停車中又は停車予定の在線列車であることを識別する情報を付与すればよい。信号機が進行現示のときは、列車が進行を継続する接近列車であると判断して、その列車の情報に、上記識別情報を付与せずにおけばよい。

なお前記警報システムにおいて、請求項２に記載する如く、前記警報装置が受信した列車接近情報に対応する列車が接近列車であるときと、在線列車であるときとで、警報装置の警報動作を異ならせるように設定するのが望ましい。

ここで警報動作を異ならせるとは、警報音の種類・音量・鳴動間隔などを変える態様が考えられる。

本発明に係る列車接近警報システムは、列車見張員が測位装置及び警報装置を携帯し、測位装置から得られた位置情報と、列車情報伝達装置から得た列車位置情報とに基づき、制御装置が列車と測位装置との間隔を算出する。そして、この間隔が所定の見通し距離よりも短くなったならば、制御装置が列車接近情報を警報装置へ出力し、これを受けた警報装置が所定の警報動作を実行する基本動作は、従来と共通である。

請求項１に係る本発明は、警報対象となる列車が接近列車であるか在線列車であるかを区別して、在線列車に対する列車見通し距離の長さを、接近列車に対する見通し距離の長さよりも短く設定する。これにより、在線列車は、警報を鳴動させる対象となる見張員から列車までの距離範囲が、接近列車に比べて狭くなる。その結果、警報の鳴動対象となる列車本数を減らせるから、見張員の携帯する警報装置の鳴動時間を短縮して、使い勝手の向上を図れる。

また請求項２に記載するように、列車が接近列車であるときと、在線列車であるときとで、警報装置の警報動作を異ならせるように設定すれば、見通し距離内に在る列車の運行状態を区別できるので、見張員の列車確認作業が容易になる。また、在線列車に対する警報音を比較的穏やかなものとし、作業員に対する危険性が高い接近列車の警報音を比較的刺激的なものとすることで、見張員の意識の集中度を高めて、列車の見落とし等のヒューマンエラーが発生するのを確実に防止できる。

本発明に係る列車接近警報システム全体の概略構成を示す図面である。 本発明に係る列車接近警報システムにおける制御装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明に係る列車接近警報システムの動作状況を説明するものであって、図（Ａ）は、接近列車に対する警報動作、図（Ｂ）は、在線列車に対する警報動作、図（Ｃ）は、在線列車が接近列車に変更されたときの警報動作を示す図面である。 本発明に係る列車接近警報システムの動作手順の概略を説明するフローチャートである。

本発明に係る列車接近警報システムは、図１に示すように、線路内又は線路近傍での作業を行うにあたり、作業現場付近に配置される列車見張員が携帯する測位装置及び警報装置、ＣＴＣ装置（中央列車制御装置）から列車情報を抽出して収集・管理する列車情報伝達装置、及び、制御装置から成る。本例では、制御装置と測位装置及び警報装置とは、無線基地局を介し、公衆通信回線を利用して無線通信可能に接続され、ＣＴＣ装置と列車情報伝達装置と制御装置とは、専用回線で接続される。

測位装置は、例えばＧＰＳ機能を備えた携帯電話装置が使用され、ＧＰＳ測位機能を用いて取得した自己の位置（本例の場合、見張員の位置に同じ。）を、携帯電話通信網などの公衆通信回線を通じて、制御装置へ通知する機能を持つ。具体的には、ＧＰＳ測位を所定の回数・間隔で複数回行って、現在位置の緯度・経度を複数取得し、取得した複数の緯度・経度のうち有効な測定値の平均値（単純平均）を求め、これを位置情報として制御装置へ送信するとよい。また併せて、測位装置自体のバッテリー状態（電池残量）、及び、電波状態を、制御装置へ通知する機能を持たせるのが好ましい。

警報装置は、警報音を鳴動させる機能及び装置機体を振動させる機能を有する携帯電話装置が使用され、携帯電話通信網などの公衆通信回線を通じ、制御装置と通信する機能を持つ。制御装置に対し、接近列車又は在線列車の有無を問い合わせ、制御装置から接近列車情報又は在線列車情報が通知されると、所定の警報音の鳴動、及び、必要に応じて機体の振動を実行する。なお、警報装置自体のバッテリー状態、及び、電波状態を、制御装置へ通知する機能を持たせるのが好ましい。

列車情報伝達装置は、ＣＴＣ装置から、線区・列車番号・上下方向・列車位置（軌道回路）等の列車情報を抽出して取得する。またＣＴＣ装置は、連動装置を介し、副本線等に設置されている出発信号機の現示情報が伝達され、これを保有しているので、列車情報伝達装置は、ＣＴＣ装置から、この信号現示情報を取得する。そして、停車現示がなされている軌道回路に進入した列車の情報に対し、停車中又は停車予定であることを示す在線情報を付加する。具体的には、列車情報に「在線警報フラグ」の項目を追加し、進行現示の場合は「０」、停車現示の場合は「１」を入力する態様が考えられる。従って、在線警報フラグ＝１のものが在線列車、在線警報フラグ＝０のものが接近列車として、それぞれ定義される。

制御装置は、図２に例示するように、各種情報処理を行う制御サーバを主要部とし、これに、列車情報伝達装置と接続するためのハブ（ＨＵＢ）・ファイアーウォール（ＦＷ）・ネットワークターミナルアダプタ（ＴＡＰ）等から成るＣＴＣ側接続手段と、測位装置及び警報装置と、公衆通信回線を経由して通信可能にするためのルータ・スイッチングハブ（ＳＷ−ＨＵＢ）等から成る通信回線接続手段とが設けられる。

なお、測位装置及び警報装置との通信は、携帯電話通信網等の公衆通信回線内に構築した仮想私設ＩＰ通信網（ＩＰ−ＶＰＮ）などのセキュリティ度の高い閉域回線を通じて行うのが望ましい。また制御サーバには、通信回線接続手段のスイッチングハブを介して、時刻を合わせるためのタイムサーバや、処理状態や動作異常を監視するための監視用コンピュータ（ＰＣ）を接続しておくことが望ましい。さらに、停電事故の際の電力確保のため、無停電電源装置（ＵＰＳ）を付設しておくのが望ましい。

制御装置の制御サーバは、管理対象とする列車運行線区における軌道回路情報、各軌道回路を細分化した作業員位置エリア情報、信号機の位置情報、列車運行最高速度等の情報を基礎データとして保有している。

そして制御サーバは、以下に掲げる機能を有している。
（１）測位装置と通信して、測位装置が取得した見張員の位置座標情報（緯度・経度）を受信する。
（２）測位装置から一定周期で取得した位置座標に基づいて、見張員が、線路上にあらかじめ定義された作業員位置エリアのどこに対応するかを特定する。
（３）上で求めた作業員位置エリアに基づき、接近列車に対する警報（接近警報）を発動させる対象となる接近警報軌道回路を、通常の見通し距離を用いて設定する。また、在線列車に対する警報（在線警報）を発動させる対象となる在線警報軌道回路を、接近列車に対する見通し距離よりも短く設定した見通し距離を用いて設定する。さらに、列車の通過判定に用いる通過検知軌道回路を設定する。
（４）列車情報伝達装置から列車情報を一定周期で取得し、線区・列車番号・上下方向・列車位置（列車が在線する軌道回路区分）、及び、在線警報フラグの値（０又は１）等の必要項目について解析し、記憶する。
（５）警報装置から一定周期で送信される接近列車又は在線列車の有無の問い合わせを受信する。在線警報フラグが０の列車については、これが接近警報軌道回路上に存在する場合、警報装置へ接近警報情報を送信する。在線警報フラグが１の列車については、これが在線警報軌道回路上に存在する場合、警報装置へ在線警報情報を送信する。

制御サーバにおいて、測位装置から受信した見張員の位置座標を、作業員位置エリアに対応させる手法は、以下の如くである。まず、線路の各閉塞区間を複数区間に細分化することにより作業位置エリアを定義する。そして、細分化した各区間の区分点（位置座標）どうしを結んだ線分に対し、測位装置で得た見張員の位置座標点から下ろした垂線のうち最短となるものを選択し、その交点が存在する細分化区間を、見張員に対応する作業員位置エリアとして特定する。
なお、見張員の位置座標から線路までの距離が、所定範囲を越えたときは、列車が接近しても安全な位置に居ると判断して、警報の発動を停止するように設定してもよい。

列車見通し距離の設定は、次のようにして行われる。
接近列車に対する見通し距離Ｌ１は、システムにより機械的に設定されるため、見張員が目視により監視する場合に使用される見通し距離よりも長く設定される。すなわち、列車が最高速度（Ｖ）で走行していると仮定し、作業員の退避余裕時間Ｘ（秒）、ＧＰＳの測位周期Ｓ（秒）、及び、情報伝送タイムラグＬ（秒）を見込んだ時間内に当該列車が移動する距離に、作業員の退避余裕（５０ｍ）、ＧＰＳの測定誤差（１５０ｍ）、及びキロ程台帳の誤差（１００ｍ）を加えた距離とする。

例を示せば、列車最高速度Ｖ＝２８ｍ／ｓ（≒１００ｋｍ／ｈ）、作業員の退避余裕時間Ｘ＝１０秒、ＧＰＳの測位周期Ｓ＝２０秒、情報伝送タイムラグＬ＝３１秒とすると、この時間内に当該列車が移動する距離に、作業員の退避余裕距離（５０ｍ）、ＧＰＳの測定誤差（１５０ｍ）及びキロ程台帳の誤差（１００ｍ）を加えて、
Ｌ１＝２８×（１０＋２０＋３１）＋５０＋１５０＋１００＝２００８ｍ
となる。

他方、在線列車に対する見通し距離Ｌ２は、上記Ｌ１から、列車が起動加速度αで最高速度Ｖに達するまでに要する距離Ｔ＝１／２Ｖ・（Ｖ÷α）を差し引いた値となる。
例を示せば、上記において、α＝０．８４ｍ／ｓ／ｓ（≒３ｋｍ／ｈ／ｓ）とすると、
Ｔ＝１／２×２８×（２８÷０．８４）＝４６７（ｍ）
Ｌ２＝Ｌ１−Ｔ＝２００８−４６７＝１５４２（ｍ）となる。
すなわち、Ｔ＝約４６７ｍだけ、見通し距離が短縮となる。

次に、本発明に係る列車接近警報システムの動作状況を、図３及び図４を参照して説明する。
図４に示すように、制御サーバは、列車情報伝達装置から取得する列車位置情報を、フラグの有無に基づいて分類する。他方、測位装置から送信される列車見張員Ｐの位置情報に対応する作業員位置エリアを求め、この作業員位置エリアに対し、監視対象線区においてあらかじめ定められた前記見通し距離Ｌ１，Ｌ２を用いて、接近警報軌道回路及び在線警報軌道回路を設定する。

そして、在線警報フラグ＝０の接近列車に対しては、図３（Ａ）に示す如く、これが通常の見通し距離（接近見通し距離）Ｌ１内の範囲として定義される接近警報軌道回路上に存在すると判断したときに、制御装置から警報装置に接近警報情報が送信され、警報装置は所定の接近警報を鳴動させる。

他方、図３（Ｂ）に示す如く、副本線などの信号機が停止現示のため、副本線に停車する在線列車（在線警報フラグ＝１）が存在する場合、この列車が、前記通常の見通し距離Ｌ１よりも短く設定された見通し距離（在線見通し距離）Ｌ２を用いて定義される在線警報軌道回路上に存在する場合に、距離Ｌ２内に位置する見張員Ｑの警報装置へ、在線警報情報が送信される。しかし、上記在線列車からの距離Ｌ１（＞Ｌ２）の位置に居る列車見張員Ｐに対しては、上記在線列車が在線警報軌道回路外に存在するため、在線警報情報は送信されない。このように、在線列車に対しては、警報の鳴動対象となる距離範囲が狭くなるので、警報を発動させる頻度が減少し、それだけ利便性が向上する。

なお、在線列車に対する警報は、比較的長い時間鳴動することを考慮して、柔らかな音色を選択したり、鳴動時間を短くしたり、鳴動間隔を長くしたりするなど、接近列車に対する警報に比べて騒々しくならないような態様とするのが好ましい。

さらに同図（Ｃ）に示すように、信号現示が進行現示に変わると、副本線に存在する列車の列車情報に付与されている在線警報フラグの値が１に変更になるので、警報の要否を判断する基準が接近警報軌道回路（列車見通し距離Ｌ１）に置き換えられる。その結果、距離Ｌ１内に居る見張員Ｐの警報装置へ接近警報情報が送信され、警報装置が所定の接近警報を鳴動させる。

警報装置において警報を発動させる際には、装置の表示画面に、警報の種別・列車番号・上下の区別が表示されるように構成するとよい。

警報の解除は、見張員の位置情報に基づいて通過判定軌道回路を設定し、列車がこの通過判定軌道回路に進入することを検知して行えばよい。

在線警報軌道回路上に列車が停車している状態において、接近列車が接近警報軌道回路上に存在する場合は、接近警報を優先して鳴動させ、接近列車の通過後、再び、在線警報を鳴動させるものとするのが好ましい。

在線警報軌道回路上に折り返し運転のために停車する列車など、上下方向が不明な場合がある。このような上下不定の列車についても、在線警報を発動させるように設定することが好ましい。

本例では、見張員が測位装置と警報装置との２台を携帯するように構成したので、いずれか一方の装置に異常が生じたときに、他方の装置で、これを見張員に通知することができる。さらに、システムのエラーや通信回線の異常等を通知するように構成してもよい。

なお、見張員が携帯する測位装置及び警報装置の機能を備えた単一の専用端末を用いることも可能である。

Claims (2)

1. 自己の位置を測位して位置情報を送信する機能を持った測位装置と、列車接近情報を受信すると所定の警報動作を実行する機能を持った警報装置と、列車運行管理装置から列車情報を抽出する列車情報伝達装置と、列車情報伝達装置から列車情報を取得する機能及び前記測位装置及び警報装置と通信する機能を備える制御装置とを有し、
   前記制御装置は、列車情報伝達装置から得た列車位置情報と測位装置から得た位置情報とを比較して、列車と測位装置との間隔が所定の見通し距離よりも短くなったときに、前記警報装置へ列車接近情報を出力するように設定されたシステムにおいて、
   列車情報伝達装置が制御装置へ供給する列車情報には、該当列車が、進行を継続する接近列車であるか、停止中又は停止予定の在線列車であるかを区別する情報が付与されており、
   前記制御装置は、在線列車に対する列車見通し距離の長さを、接近列車に対する見通し距離の長さに比べて短く設定することを特徴とする列車接近警報システム。
2. 前記警報装置において、受信した列車接近情報に対応する列車が接近列車であるときの警報動作と、在線列車であるときの警報動作とを異ならせた請求項１に記載の列車接近警報システム。

Images