JP2015014490A - 架線測定装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】測域センサによるトンネル内における架線高さの測定誤差を補正する架線測定装置を提供する。
【解決手段】車両の屋根上に設置され、架線高さとトンネル天井高さとを測定する測域センサ１１、及び、測域センサ１１による測定値を補正する演算装置１２を備える架線測定装置であって、演算装置１２は、車両がトンネル内にある場合に、予め設けられた架線高さの測定値、トンネル天井高さの測定値、及び、架線高さの真値の相関関係に基づき、架線高さの測定値を、架線高さの真値と一致させる補正を行うことで、測域センサ１１によるトンネル内における架線高さの測定誤差を補正する架線測定装置を提供することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の屋根上に測域センサを設置し、架線高さを測定する架線測定装置及び方法に関する。

電車に電気を供給するために設けられている架線は、その高さが所定範囲内に収まるように決められている。よって、架線高さの測定は重要である。この架線高さの測定方法のひとつに、車両の屋根上に設置した測域センサを用いる方法が挙げられるが、当該方法を用いた場合、測定誤差が生じることがある。

よって、特許文献１には、ノイズによる測域センサの測定誤差を低減する技術が開示されている。

特開２０１０‐２４３４１６号公報

しかしながら、特許文献１に開示される技術では、電車がトンネル内に進入したときの測定誤差を低減することはできない。

すなわち、測域センサ、架線及びトンネル天井が、所定の位置関係になると、測域センサによる架線高さの測定値が真値よりも上方にずれる現象が起こる。

上記現象の要因のひとつとして、測域センサのレーザ光の直径が距離に比例して大きくなることが挙げられる。これについて、図７，８を用いて説明する。

図７は、測域センサのレーザ光が照射された架線の側面図（上図）、及び、測域センサと架線との位置関係を示した図（下図）からなる、測域センサのレーザ光漏れの発生を説明する概略図である。図７（ａ）は、測域センサと架線との距離が近い（下図における破線両矢印が短い）場合を、図７（ｂ）は、測域センサと架線との距離が離れている（下図における破線両矢印が長い）場合を、それぞれ示しており、図７（ａ）（ｂ）共に、上図における一点鎖線楕円は、測域センサのレーザ光の照射範囲を示している。

図７（ａ）に示すように、測域センサ１１と架線２１との距離が近い場合、測域センサ１１のレーザ光の照射範囲は、架線２１の側面にほぼ収まり、レーザ光漏れは無い。

しかし、図７（ｂ）に示すように、測域センサ１１と架線２１との距離が離れている場合、レーザ光の直径は大きくなり、測域センサ１１のレーザ光の照射範囲は、架線２１の側面に収まらず、レーザ光漏れが発生する。

図８は、屋外とトンネル内とのレーザ光漏れの違いを説明する概略図である。図８（ａ）は、屋外の場合を、図８（ｂ）は、トンネル内の場合を、それぞれ示しており、図８（ａ）（ｂ）共に、図中の一点鎖線矢印は、測域センサのレーザ光の軌道を示している。

上述のように、測域センサ１１のレーザ光漏れが発生している場合であっても、図８（ａ）に示すように、車両２３が屋外であれば、漏れたレーザ光はそのまま拡散していくだけであるため、架線高さの測定値に影響はない。

ところが、図８（ｂ）に示すように、車両２３がトンネル内であると、漏れたレーザ光が架線２１上方のトンネル２２の天井にて反射することにより、架線高さの測定値が上方にずれ、測定誤差が発生することになる。

そこで、本発明は、測域センサによるトンネル内における架線高さの測定誤差を補正する架線測定装置及び方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係る架線測定装置は、
車両の屋根上に設置され、架線高さとトンネル天井高さとを測定する測域センサ、及び、前記測域センサによる測定値を補正する演算装置を備える架線測定装置であって、
前記演算装置は、前記車両が前記トンネル内にある場合に、予め設けられた前記架線高さの測定値、前記トンネル天井高さの測定値、及び、前記架線高さの真値の相関関係に基づき、前記架線高さの測定値を、前記架線高さの真値と一致させる補正を行うことを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係る架線測定方法は、
測域センサによる測定値を補正する架線測定方法であって、
架線高さの測定値、トンネル天井高さの測定値、及び、前記架線高さの真値の相関関係を、予め求めておき、トンネル内での前記測域センサの測定においては、前記架線高さの測定値を、前記架線高さの真値と一致させる補正を行うことを特徴とする。

上記第１の発明に係る架線測定装置によれば、車両の屋根上に設置され、架線高さとトンネル天井高さとを測定する測域センサ、及び、測域センサによる測定値を補正する演算装置を備える架線測定装置であって、演算装置は、車両がトンネル内にある場合に、予め設けられた架線高さの測定値、トンネル天井高さの測定値、及び、架線高さの真値の相関関係に基づき、架線高さの測定値を、架線高さの真値と一致させる補正を行うので、測域センサによるトンネル内における架線高さの測定誤差を補正することができる。

上記第２の発明に係る架線測定方法によれば、測域センサによる測定値を補正する架線測定方法であって、架線高さの測定値、トンネル天井高さの測定値、及び、架線高さの真値の相関関係を、予め求めておき、トンネル内での測域センサの測定においては、架線高さの測定値を、架線高さの真値と一致させる補正を行うので、測域センサによるトンネル内における架線高さの測定誤差を補正することができる。

本発明の実施例１に係る架線測定装置の設置例を示す概略図である。 本発明の実施例１に係る架線測定装置のブロック図である。 補正テーブルの作成手順を示す概略図である。 補正テーブルの例を示す概略図である。 補正テーブルを用いて架線高さの真値を求める手順を説明する概略図である。 本発明の実施例１に係る架線測定装置の作動を説明するフローチャートである。 測域センサのレーザ光漏れの発生を説明する概略図である。（ａ）は、測域センサと架線との距離が近い場合を、（ｂ）は、測域センサと架線との距離が離れている場合を、それぞれ示している。 屋外とトンネル内とのレーザ光漏れの違いを説明する概略図である。（ａ）は、屋外の場合を、（ｂ）は、トンネル内の場合を、それぞれ示している。

以下、本発明に係る架線測定装置及び方法を、実施例により図面を用いて説明する。

［実施例１］
本発明の実施例１に係る架線測定装置について、まず、図１，２を用いて説明する。図１は、本装置の設置例を示す概略図である。また、図２は、本装置のブロック図である。なお、図２中では、簡略化のため、電車がトンネル内の場合の処理のみを表し、屋外の場合を省略している。

図１に示すように、本装置は、車両２３の屋根上に設置され、架線２１の高さ（以下「架線高さ」と記載）とトンネル２２の天井の高さ（以下「天井高さ」と記載）とを測定する測域センサ１１、及び、測域センサ１１による測定値を補正する演算装置１２を備えるものである。

上記演算装置１２は、図２に示すように、処理メモリ１３、補正処理部１４及びデータ出力部１５を備える。

上記処理メモリ１３は、電車がトンネル２２内にある場合、測域センサ１１から入力した架線高さの測定値と天井高さの測定値とを保存し、補正処理部１４に出力する。また、補正処理部１４から入力した、補正後の架線高さの測定値を保存し、データ出力部１５に出力する。一方、電車がトンネル２２内にない場合、すなわち、屋外の場合には、測域センサ１１から入力した架線高さの測定値を保存し、当該測定値を、そのままデータ処理部１５に出力する。

上記補正処理部１４は、予め補正テーブル１４ａが設けられており、当該補正テーブル１４ａに基づき、処理メモリ１３から入力した架線高さの測定値と天井高さの測定値とから、架線高さの測定値を真値と一致させる補正を行い、補正後の架線高さの測定値を、処理メモリ１３に出力する。

上記データ出力部１５は、処理メモリ１３から入力した、架線高さの測定値、又は、補正処理部１４による補正後の架線高さの測定値を、外部に出力する。

ここで、上記補正テーブル１４ａについて、図３〜６を用いて説明する。図３は、補正テーブルの作成手順を示す概略図である。また、図４は、補正テーブルの例を示す概略図である。さらに、図５は、補正テーブルを用いて架線高さの真値を求める手順を説明する概略図である。そして、図６は、本装置の作動を説明するフローチャートである。

まず、補正テーブル１４ａの作成手順について説明する。図３に示すように、架線２１及びトンネル２２の天井と（補正テーブル１４ａの作成に必要な測域センサ１１の測定範囲において）同様の形状及び材質からなる試験用架線３１及び試験用壁面３２を、測域センサ１１の上方に設置する。

図３中の破線円及び破線矩形は、試験用架線３１及び試験用壁面３２の高さを、次々と変更していく様子を示している。このようにして、試験用架線３１及び試験用壁面３２の様々な高さの組み合わせにつき、測域センサ１１で測定し、測定値を記録していく。また、破線両矢印で示すように、上記組み合わせにつきそれぞれ真値も採っておく。ただし、試験用壁面３２については、測域センサ１１による測定値さえ分かればよく、真値を採ることは必須の要件ではない。

上述の作業により、試験用架線３１の高さの測定値、試験用壁面３２の高さの測定値、及び、試験用架線３１の高さの真値の相関関係がわかる。当該相関関係はそのまま、架線高さの測定値、天井高さの測定値、及び、架線高さの真値の相関関係となる。よって、架線高さの測定値、天井高さの測定値、及び、架線高さの真値の相関関係に基づいた表を作成することができ、これを補正テーブル１４ａとする。

補正テーブル１４ａは、例えば、図４に示すように、縦軸を天井高さの測定値、横軸を架線高さの真値とし、表中の各欄に架線高さの測定値を記入したものとすればよい。なお、図４では、架線高さの測定値が１行しか記載されておらず、他は空欄となっているが、実際には全ての欄が埋まっている。

上述のようにして予め設けられた補正テーブル１４ａを用いて、補正処理部１４において、架線高さの測定値と天井高さの測定値とから、架線高さの真値を求める手順を、以下、図５を用いて説明する。

まず、補正テーブル１４ａにおいて、測域センサ１１によりトンネル２２の天井を測定することで得られた天井高さの測定値に該当する行を見つけ、当該行の中から、測域センサ１１により架線２１を測定することで得られた架線高さの測定値に該当する値を見つける。そして、当該値に対応する横軸の値が架線高さの真値となる。図５に示す例では、天井高さの測定値が３０１で、架線高さの測定値が１０６のとき、架線高さの真値、すなわち、補正後の架線高さの測定値は１０３となる。

以下、本装置の作動について、図６を用いて説明する。

まず、ステップＳ１では、撮影環境がトンネル２２内か否か判断する。これは、電車の走行距離が、予め設定したトンネル区間であるか否かで判断する機能を、演算装置１２に備えるものとすればよい。トンネル２２内でない場合、すなわち、屋外の場合には、ステップＳ２に移行し、トンネル２２内の場合には、ステップＳ３に移行する。

ステップＳ２では、測域センサ１１で、架線高さを測定する。図８（ａ）のように、屋外では、漏れたレーザ光を反射する壁面がないため、壁面影響に関する補正を行う必要はない。したがって、この架線高さの測定値は、処理メモリ１３、データ出力部１５を介して、そのまま外部に出力される。

ステップＳ３では、測域センサ１１で、架線高さ及び天井高さを測定する。この架線高さの測定値と天井高さの測定値とは、処理メモリ１３を介して、補正処理部１４に出力される。

ステップＳ４では、補正処理部１４により、架線高さの測定値を補正し、補正後の架線高さの測定値を、処理メモリ１３、データ出力部１５を介して、外部に出力する。

以上、本発明の実施例１に係る架線測定装置について説明したが、換言すれば、本装置は、車両２３の屋根上に設置され、架線高さとトンネル天井高さとを測定する測域センサ１１、及び、測域センサ１１による測定値を補正する演算装置１２を備える架線測定装置であって、演算装置１２は、車両２３がトンネル２２内にある場合に、予め設けられた架線高さの測定値、トンネル天井高さの測定値、及び、架線高さの真値の相関関係に基づき、架線高さの測定値を、架線高さの真値と一致させる補正を行うものである。

また、本発明の実施例１に係る架線測定方法としては、測域センサ１１による測定値を補正する架線測定方法であって、架線高さの測定値、トンネル天井高さの測定値、及び、架線高さの真値の相関関係を、予め求めておき、トンネル２２内での測域センサ１１の測定においては、架線高さの測定値を、架線高さの真値と一致させる補正を行うものである。

このようにして、本発明の実施例１に係る架線測定装置及び方法では、測域センサ１１によるトンネル２２内における架線高さの測定誤差を補正することができる。

本発明は、架線測定装置として好適である。

１１ 測域センサ
１２ 演算装置
１３ 処理メモリ
１４ 補正処理部
１４ａ 補正テーブル
１５ データ出力部
２１ 架線
２２ トンネル
２３ 車両
３１ 試験用架線
３２ 試験用壁面

Claims (2)

1. 車両の屋根上に設置され、架線高さとトンネル天井高さとを測定する測域センサ、及び、前記測域センサによる測定値を補正する演算装置を備える架線測定装置であって、
   前記演算装置は、前記車両が前記トンネル内にある場合に、予め設けられた前記架線高さの測定値、前記トンネル天井高さの測定値、及び、前記架線高さの真値の相関関係に基づき、前記架線高さの測定値を、前記架線高さの真値と一致させる補正を行うことを特徴とする架線測定装置。
2. 測域センサによる測定値を補正する架線測定方法であって、
   架線高さの測定値、トンネル天井高さの測定値、及び、前記架線高さの真値の相関関係を、予め求めておき、トンネル内での前記測域センサの測定においては、前記架線高さの測定値を、前記架線高さの真値と一致させる補正を行うことを特徴とする架線測定方法。

Images