JP2013158334A - 動物撃退装置 - Google Patents

Abstract

【課題】過大なコストを要することなく、線路内での動物衝突事故の大幅な減少を実現できるようにする。
【解決手段】線路脇に設置され所定のタイミングで撃退対称動物が嫌う忌避音を出力してその動物が線路内に入らないようする装置であって、列車の存在を検出する列車検出部２Ａと、忌避音の音波信号を生成する音波信号生成部４と、生成した音波信号をスピーカ７０ａ，７０ｂで音波にして出力する忌避音出力部５Ａと、列車検出部２Ａによる検出信号を基に列車の接近を検知して音波信号生成部４に音波信号を生成させる制御部３Ａを備えており、その制御部３Ａが列車を検知してから所定の間だけ忌避音を出力するように制御するものとして、その他の状況では動物が線路内に入ることを許容する動物撃退装置１Ａとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、動物撃退装置に関し、事に、線路内で動物が列車に衝突する事故を防止するための動物撃退装置に関する。

近年、線路に侵入したシカが列車に衝突する事故が増加している。シカのような比較的大型の動物が列車に衝突した場合、列車が損傷を受けることに加えその事故処理に手間と時間を要してダイヤの大幅な遅れに繋がりやすい。そのため、多発する動物衝突事故は鉄道の運営管理上、深刻な問題となっている。

そこで、特開２００４−１８９６８４号公報にも記載されているように、シカが恐れるオオカミやライオン等の肉食獣の排泄物を線路上に散布しておき、シカを線路に近寄らせないようにする試みが行われている。しかし、このような排泄物は雨水で容易に流れて効果が持続しにくいことから、効果維持のためには多大な手間とコストを要することになる。

これに対し、特開２００１−１２０１５８号公報には、特定の動物が忌避する音波を常に発生させることでその動物を所定エリアに近寄らせないようにする装置が提案されており、音波に変化を加えることで動物が音波に慣れしにくいものとして効果の持続性を図っている。また、特開２００１−６９９００号公報には、動物の音慣れ対策としてセンサで動物を検出した時だけ音波を出力する方式も提案されている。

しかし、このように忌避音を出力する方式を線路の動物撃退に適用する場合、その対象エリアが長大であるために装置の数が多大となって、設置コスト・維持コストの面がネックとなりやすい。また、常に忌避音を出力するものにあっては、消費電力が嵩みやすく維持コストが過大になるとともに、騒音公害に繋がる畏れもある。さらに、センサで検出して音波を出力する方式においては、動物が音波に驚いてとっさに線路を横断することで逆に衝突事故を招いてしまうという指摘もある。

加えて、動物が忌避する音波を用いる総ての方式に共通して、忌避音があっても動物は音のない場所に移動して結局は線路を横切ってしまうのが通常であり、衝突発生場所が移動するだけで事故件数の減少に繋がりにくいとも言われている。これは、線路脇に防護柵を張り巡らして対処する場合も同様であり、多額の費用をかけて長距離に亘る防護柵を設けても、動物は柵の途切れた場所や踏切の開口部まで移動して線路を横切ってしまうことから、今度はその場所で衝突事故が多発する結果となる。

特開２００４−１８９６８４号公報 特開２００１−１２０１５８号公報 特開２００１−６９９００号公報

本発明は、上記のような問題を解決しようとするものであり、過大なコストを要することなく、線路内での動物衝突事故の大幅な減少を実現できるようにすることを課題とする。

そこで、本発明は、線路脇に設置され所定のタイミングで撃退対称動物が嫌う忌避音を出力してその動物が線路内に入らないようする動物撃退装置において、列車の存在を検出する列車検出手段と、前記忌避音の音波信号を生成する音波信号生成手段と、生成した音波信号をスピーカで音波にして出力する忌避音出力手段と、列車検出手段による検出信号を基に列車の接近を検知して音波信号生成手段に音波信号を生成させる制御手段を備えており、前記制御手段は列車を検知してから所定の間だけ忌避音を出力するように制御を行うものとされ、その他の状況では動物が線路内に入るのを許容する、ことを特徴とするものとした。

このように、装置の設置位置に列車が接近していることを検知してから動物との衝突を避けるために必要な時間帯だけ忌避音を出力する方式としたことで、常に出力する場合と比べて消費電力が少なく済むため、維持コストが低廉で済むとともに動物による慣れが最小限に抑えられ、また、通常は動物が線路を自由に横断するのを許容する方式であるため、忌避音のない場所に移動して衝突事故を起こしてしまう事態を回避することができる。

また、この動物撃退装置において、その忌避音出力手段は、複数のスピーカがその音波出力方向を線路の長手方向に沿わせながら互いに逆向きとなるように背中合わせに配置されている、ことを特徴としたものとすれば、音波出力方向が一方向のみの装置の組み合わせの場合と比べて、装置１台あたりのカバーエリアが約２倍になるため、設置コスト・維持コストを一層低く抑えることができる。

さらに、上述した動物撃退装置において、その列車検出手段は列車の走行による地盤の振動を検出する振動検出機能を備えており、振動による列車接近の検知が可能とされていることを特徴としたものとすれば、信号線等の線路既設の列車検出手段を利用しない点で設置容易で路線管理上好ましいことに加え、赤外線センサ等の光学式検出手段を配設する場合と比べて維持コストが低廉であるとともに気象状況に影響されにくい信頼性の高いものとなる。

さらにまた、上述した動物撃退装置において、その列車検出手段は音波検出機能を備えており、隣接した装置が列車を検知して出力した忌避音をその音波検出機能で検出することで列車の検出信号として出力することが可能とされている、ことを特徴としたものとすれば、通行量の多い道路に近接している場合等において振動検出感度を低く設定した場合や列車の振動だけを確実に検出することが困難な状況であっても、列車が来る方向に隣接した装置で先に列車を検知できればこれに連動して列車の接近を確実に検知することができ、且つ、これが３台以上連設された状況にあっては、最初に検知した装置から列車の進行方向に向かって流れるように連動するため、これら総ての装置において迅速且つ確実に列車の接近を検知して起動できるものとなる。

加えて、上述した動物撃退装置において、前記制御手段は、隣接して配置された装置間で互いに向かい合っているスピーカ同士を、忌避音の速度を基に計算した所定のタイミングで互いに間欠動作を行うように駆動させて、両スピーカから出力される音波の重なり状態を制御することを特徴としたものとすれば、特に動物の侵入を避けたい踏切等の箇所で音波を両側から発して干渉させることで忌避作用を強化でき、且つ最小限の大きさ・出力時間の忌避音で最大限の効果が期待できるものとなる。

設置位置に列車が接近することで所定の間だけ忌避音を発生するものとした本発明によると、過大なコストを要することなく線路内の動物衝突事故の大幅な減少が実現できるものである。

本発明における第１の実施の形態の動物撃退装置の機能ブロック図である。 ジャイロセンサを用いた場合の列車検出部の構成とこれに続く制御部の構成を示す機能ブロック図である。 図１の動物撃退装置における列車検出部の検出信号とこれを検知した制御部が出力した指令信号のグラフである。 図１の動物撃退装置の応用例を示す機能ブロック図である。 （Ａ）は図１の動物撃退装置によるカバーエリアを示す簡略化した平面図、（Ｂ）は図４の動物撃退装置によるカバーエリアを示す簡略化した平面図である。 本発明における第２の実施の形態の動物撃退装置の機能ブロック図である。 図６の動物撃退装置の機能を説明するための簡略化した平面図である。 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）は図１の動物撃退装置の複数台の組み合わせによる他の機能を説明するための簡略化した平面図である。 図８の各状態における忌避音によるカバーエリアの遷移状況を示す表である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を説明する。

図１は、本発明における第１の実施の形態である動物撃退装１Ａの機能ブロック図を示している。この動物撃退装置１Ａは、シカ等の比較的大型の動物が線路内に侵入して列車と衝突事故を起こすのを防止するための装置であって、衝突事故が想定されるエリアにおいて所定間隔で線路脇に配設されるものである。

本実施の形態では、電源部６と、これにより電力を供給される列車検出部２Ａ、制御部３Ａ、音波信号生成部４と、音波信号生成部４で生成した音波信号を増幅器５０で増幅しスピーカ７０ａ，７０ａで音波として出力する忌避音出力部５Ａを備えており、音波出力方向を線路の長手方向に沿うように配置したスピーカ７０ａ，７０ｂで撃退対称動物が嫌う忌避音を出力することにより、少なくとも出力している間はそのカバーエリアにおいて動物が線路内に立ち入ることを防止する。

その電源部６としては、外部電源（１００Ｖ等）を導入する方式でも良いが、本実施の形態は後述するように消費電力が極めて少ないものであるため、太陽電池と蓄電池の組み合わせで構成してエネルギー供給において独立させた方式とすることが、設置コスト・維持コストが低廉で済むとともに設置の際の自由度に優れる点で推奨される。

列車検出部２Ａは、列車の走行による地盤の振動を検出する振動検出機能を備えており、例えば動物撃退装置１Ａ本体を支持する脚部に振動センサを付設することで地盤から所定周波数帯で所定レベル以上の振動を検出して信号として出力するようになっている。図２は列車検出部２Ａの振動を検出する部分にジャイロセンサ２０を用いた場合の機能ブロック図であり、図のようにジャイロセンサ２０が検出した信号を増幅器２１で増幅し、Ａ／Ｄ変換器２２で変換し検出信号として出力する方式が、検出精度とコストのバランスの観点で好適である。

この検出信号が入力される制御部３Ａとしては、図２に示したように演算装置３３と所定の制御プログラム等を記憶したメモリ３４からなるマイコンや電子制御ユニットが想定され、入力された検出信号を基に列車の接近を検知して音波信号生成部４に所定の間指令信号を出力する機能を備えたものとなっている。

尚、列車の走行を原因とする振動周波数としては、８〜５９Ｈｚの成分が高く（特に１６〜２５Ｈｚ）、トンネル内では２５〜６３Ｈｚの成分が高いというデータがあるところ、誤作動を最小限に抑える観点で、設置場所に応じて他の原因による振動の混入が少ない前記周波数帯にて列車を検知するように設定しておけば良い。

図３のグラフは、制御部３Ａが列車の存在（位置）を検知するために用いる入力された検出信号とその指令信号の一例を示している。列車検出部２Ａの出力信号は、列車が近づくに従って大きくなり設置位置を過ぎてから小さくなるが、演算装置３３はその信号データをメモリ３４に記憶した比較値Ａと比較して、信号データがこれよりも大きくなることで指令信号の出力を開始して音波信号生成部４に音波信号を生成させ、忌避音出力部５Ａのスピーカ７０ａ，７０ｂから忌避音を出力させる。

そして、列車の通過により信号データがピーク値を過ぎて比較値Ａよりもやや大きく設定した比較値Ｂを下回ることにより、指令信号を停止して忌避音の出力を終了させる。このように列車通過後に比較的短時間で停止するようにしたことで、忌避音の出力時間を必要最小限に抑えるとともに消費電力を節約しながら動物による慣れも生じにくくし、且つ、騒音問題が生じにくいものとしている。尚、このように信号データが所定値を下回ることを契機に停止させることのほか、起動時点から所定の時間が経過することで停止させる方式としても良い。

制御部３Ａ指令で作動する音波信号生成部４は、撃退対象であるシカ等の所定の動物が忌避する音波信号のデータを記憶手段に有して（制御部３Ａのメモリ３４に有していても良い）これを音波信号にして出力する機能を備えており、制御部３Ａによる指令内容に応じて所定の音波信号を所定のパターンで出力するようになっている。

忌避音出力部５Ａは、音波信号生成部４から入力された音波信号を増幅する増幅器５０と、増幅された信号を音波にして出力するスピーカ７０ａ，７０ｂを備えている。このスピーカ７０ａ，７０ｂは、その音波出力方向を線路の長手方向に沿う向きにて２段で配置されており、線路に沿った所定のエリアにカバーするように忌避音を出力する。尚、このように２つのスピーカ７０ａ，７０ｂを配置したのは２種類の音波を複合して出すためであるが、スピーカを単独としても良いことは言うまでもない。

図４は、図１の動物撃退装置１Ａの応用例としての動物撃退装置１Ｂの機能ブロック図を示している。この応用例では、忌避音出力部５Ｂにおいてスピーカ７０ａ，７０ｂと背中合わせに、スピーカ７０ｃ，７０ｄが追加されている点が特徴となっており、それ以外の部分は共通している。即ち、スピーカ７０ｃ，７０ｄとスピーカ７０ａ，７０ｂが、その音波出力方向を線路の長手方向に沿って互いに逆向きになるように背中合わせに設けられた構成となっている。

この動物撃退装置１Ｂを線路に沿って連設した状態を示す図５（Ｂ）と前述の動物撃退装置１Ａを連設した状態を示す図５（Ａ）を比較すれば明白であるが、装置１台当たりのカバーエリアが一方向だけのものに対し前後両方向の約２倍となっており、その設置台数を約２分の１に削減することが可能となる。そのため、設置コスト・維持コストのさらなる削減が可能なものとなっている。

図６は、本発明における第２の実施の形態である動物撃退装置１Ｃを示しており、前述の動物撃退装置１Ｂの列車検出部２Ａに対し音波検出機能を付与するためにマイク８ａ，８ｂを追加して、列車検出部２Ｂとしてなるものである（動物撃退装置１Ａにも同様に適用可能である）。

即ち、この列車検出部２Ｂは、前述した列車の走行に伴う地盤の振動を検出する振動検出機能に加え、隣接して配置した動物撃退装置１Ｃが列車を検知して出力した忌避音をそのマイク８ａ，８ｂのいずれか又は両方で検出することで、列車接近の検出信号として制御部３Ｂに出力する機能を備えている。また、忌避音出力の停止は、検出信号が所定レベルよりも低下した場合や忌避音出力開始から所定時間経過することにより行われるようになっている。

これにより、例えば動物撃退装置１Ｃを車両の通行量が多い道路や踏切等の振動発生要因の近くに配設したケースにおいて、振動センサの敷居値を上げ検出感度を下げて設定した場合や列車による振動のみを確実に検出することが困難な状況であっても、図７に示すように、列車が来る方向に隣接して配置した他の動物撃退装置１Ｃで列車の接近を検知することができれば、その忌避音を検出することで列車の接近を確実に検知することが可能になる。

そして、図のように線路に沿って３台以上複数連設した場合には、最初に検知した動物撃退装置１Ｃの進行方向の動物撃退装置１Ｃが順次流れるように連動するため、総ての装置において迅速且つ確実に列車の接近を検知可能なものとなる。尚、忌避音を検出した装置においてそのまま忌避音を出力するのではなく、忌避音の検出により振動センサの敷居値を下げて検出感度を上げる方式としても良い。また、専用のマイク８ａ，８ｂを付設する代わりにスピーカ７０ａ〜７０ｂのいずれかをマイクとして用いることも可能である。

図８を参照しながら、上述した動物撃退装置１Ａの組み合わせによる他の機能を説明する（動物撃退装置１Ｂ，１Ｃにも適用可能である）。この機能は、特に動物の衝突事故が発生しやすくその防止を確実にしたい部分である、踏切や防護柵の切れ目等に適用することを想定したものであり、図は踏切において道路を挟んだ両側に動物撃退装置１Ａを対で配置した場合を示している。

この場合、道路を挟んで隣接配置した動物撃退装置１Ａ，１Ａにおいて互いに向かい合っているスピーカ７０ａ，７０ｂとスピーカ７０ａ，７０ｂ同士が、各制御手段３Ａ，３Ａまたは一方の制御手段３Ａにより、忌避音の速度（音速：３４０ｍ／ｓ）を基に計算した所定のタイミングで互いに間欠動作を行うように作動を指令されて、両スピーカ７０ａ，７０ｂから対向して出力した音波の重なり状態を制御されるようになっている点を特徴としている。

音の速度は通常３４０ｍ／ｓであるため、１０ｍ進むのに約２９ｍｓを要するが、例えば装置間隔が３０ｍで中央に幅１０の道路がある踏切の場合に、左スピーカを５８ｍｓ動作（図８（Ａ））、２９ｍｓ休止（図８（Ｂ））、右スピーカを５８ｍｓ動作（図８（Ｃ））、２９ｍｓ休止（図８（Ｄ））、左スピーカ動作（図８（Ｅ））を繰り返すことにより、各忌避音の到達エリアは図８（Ａ）〜（Ｅ）のようになる。

このとき、図８（Ｃ）に示すように、右スピーカの音が踏切内に達した時点で左スピーカの音は踏切を抜けきれずに道路右側のエリアで重なって干渉しており、図８（Ｅ）の時点では道路左側のエリアで重なって干渉している。これを表にすると図９のようになり、白抜き両矢印のエリアは対向して進む音波が干渉している部分である。このように、向かい合って出力される忌避音が互いに干渉するエリアを作るように制御することで、さらに強い忌避効果が期待できるものである。

この機能は、上述した動物撃退装置１Ｂ，１Ｃを用いても同様に適用可能であり、そのいずれの場合も各制御部３Ａ，３Ｂに付設した操作パネル等の設定手段で予めスピーカ間隔や道路幅を入力しておき、スピーカ出力時間と休止時間、各スピーカの起動タイミングの値を自動入力計算する方式とすることが推奨される。尚、温度センサの値に応じて音速を補正してもよく、さらに、左右のスピーカの周波数を変えることで干渉エリアにおいて周波数の差による音のうねりを出すようにすれば、一層忌避効果に優れたものとなる。

以上、述べたように、本発明により過大なコストを要することなく、線路内の動物衝突事故の大幅な減少が実現できるものとなった。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 動物撃退装置、２Ａ，２Ｂ 列車検出部、３Ａ，３Ｂ 制御部、４ 音波信号生成部、５Ａ，５Ｂ 忌避音出力部、８ａ，８ｂ マイク、５０ 増幅器、７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ スピーカ

Claims (5)

1. 線路脇に設置され所定のタイミングで撃退対称動物が嫌う忌避音を出力して前記動物が線路内に入らないようする動物撃退装置において、列車の存在を検出する列車検出手段と、前記忌避音の音波信号を生成する音波信号生成手段と、生成した前記音波信号をスピーカで音波にして出力する忌避音出力手段と、前記列車検出手段による検出信号を基に列車の接近を検知して前記音波信号生成手段に前記音波信号を生成させる制御手段を備えており、前記制御手段は列車を検知してから所定の間だけ前記忌避音を出力するように制御を行うものとされ、その他の状況では動物が線路内に入るのを許容する、ことを特徴とする動物撃退装置。
2. 前記忌避音出力手段は、複数の前記スピーカがその音波出力方向を線路の長手方向に沿わせながら互いに逆向きとなるように背中合わせに配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載した動物撃退装置。
3. 前記列車検出手段は、列車の走行による地盤の振動を検出する振動検出機能を備えており、振動による列車接近の検知が可能とされている、ことを特徴とする請求項１または２に記載した動物撃退装置。
4. 前記列車検出手段は音波検出機能を備えており、隣接した前記装置が列車を検知して出力した前記忌避音を前記音波検出機能で検出することで列車の検出信号として出力することが可能とされている、ことを特徴とする請求項１，２または３に記載した動物撃退装置。
5. 前記制御手段は、隣接して配置された前記装置間で互いに向かい合っている前記スピーカ同士を、前記忌避音の速度を基に計算した所定のタイミングで互いに間欠動作を行うように駆動させて、前記両スピーカから出力される音波の重なり状態を制御する、ことを特徴とする請求項１，２，３または４に記載した動物撃退装置。

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