JP2021020551A - 車両検知装置、及びホームドア制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】軌道において列車の車両が停止している範囲を検知するために必要なセンサの数を減少させることのできる車両検知装置を提供する。【解決手段】軌道（５０）に列車（６０）の各車両が停止し得る範囲が車両単位で各停車範囲（４０）として予め設定されている。車両検知装置（２０）は、複数の各停車範囲を走査するように、所定角度毎にレーザ光を投光し、投光された各レーザ光が物体で反射された各反射光を受光し、受光した各反射光の強度が時間に対して変化するパターンである強度パターンを検出し、各停車範囲とレーザ光の投光角度との対応関係と、投光された各レーザ光が車両で遮られない状態で予め検出した強度パターンと、現在検出した強度パターンとの相違とに基づいて、車両が停止している各停車範囲を検知する。【選択図】 図１

Description

本発明は、軌道において列車の車両が停止している範囲を検知する装置に関する。

従来、ホームに停車する列車の各車両の前端及び後端に対応する位置にそれぞれ測拒センサを配置し、測拒センサにより検出された車両の前端の位置及び後端の位置に基づいて車両の長さを算出する装置がある（特許文献１参照）。特許文献１の装置は、算出された車両の長さに基づいて車両の車種を判別し、判別された車種に基づいて、ホームに設置されたホームドア装置のドア部を開いている。

特許第６０８１５４９号公報

ところで、特許文献１の装置では、ホームドア装置のドア部を開く前提として、軌道において車両が停止している範囲を検知するために、多数の測拒センサを必要とする。このため、特許文献１の装置では、装置の導入コストやメンテナンスコストが高くなることが避けられない。

本発明は、こうした課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、軌道において列車の車両が停止している範囲を検知するために必要なセンサの数を減少させることのできる車両検知装置を提供することにある。

上記課題を解決するための第１の手段は、
軌道に列車の各車両が停止し得る範囲が車両単位で各停車範囲として予め設定されており、車両が停止している前記各停車範囲を検知する車両検知装置であって、
複数の前記各停車範囲を走査するように、所定角度毎にレーザ光を投光する投光部と、
前記投光部により投光された各レーザ光が物体で反射された各反射光を受光し、受光した各反射光の強度が時間に対して変化するパターンである強度パターンを検出する受光部と、
前記各停車範囲と前記レーザ光の投光角度との対応関係と、前記投光部により投光された各レーザ光が前記車両で遮られない状態で前記受光部により予め検出した前記強度パターンと、前記受光部により現在検出した前記強度パターンとの相違とに基づいて、前記車両が停止している前記各停車範囲を検知する検知部と、
を備える。

上記構成によれば、軌道に列車の各車両が停止し得る範囲が車両単位で各停車範囲として予め設定されている。車両検知装置は、車両が停止している各停車範囲を検知する。なお、車両が停止している各停車範囲を検知することができれば、ホームドア装置において車両が停止している各停車範囲に対応する位置のドア部を開くことができる。

ここで、投光部は、複数の各停車範囲を走査するように、所定角度毎にレーザ光を投光する。このため、各停車範囲に車両が停止していない場合は、各停車範囲を走査するように投光されたレーザ光は、各停車範囲の先の物体で反射され、車両で反射されない。一方、各停車範囲に車両が停止している場合は、各停車範囲を走査するように投光されたレーザ光は、各停車範囲の先の物体で反射されず、車両で反射される。そして、受光部は、投光部により投光された各レーザ光が物体で反射された各反射光を受光し、受光した各反射光の強度が時間に対して変化するパターンである強度パターンを検出する。このとき、各停車範囲の先の物体で反射された反射光と車両で反射された反射光とでは、強度パターンが互いに異なる。

各停車範囲とレーザ光の投光角度との対応関係は、投光部の配置、各車両の大きさ、及び各車両の適正な停止位置により予め決まっている。また、投光部により投光された各レーザ光が車両で遮られない状態で受光部により強度パターンを予め検出しておくことができ、この状態は、各停車範囲に車両が停止していない場合に相当する。したがって、検知部は、各停車範囲とレーザ光の投光角度との対応関係と、投光部により投光された各レーザ光が車両で遮られない状態で受光部により予め検出した強度パターンと、受光部により現在検出した強度パターンとの相違とに基づいて、車両が停止している各停車範囲を検知することができる。さらに、投光部は複数の各停車範囲を走査するため、１つの投光部及び受光部（センサ）により複数の各停車範囲について車両が停止しているか否かを検知することができ、必要なセンサの数を減少させることができる。

第２の手段では、前記投光部は、全ての前記各停車範囲を走査するように、前記所定角度毎に前記レーザ光を投光する。こうした構成によれば、１つの投光部及び受光部により全ての各停車範囲について車両が停止しているか否かを検知することができ、必要なセンサの数を最少にすることができる。

第３の手段では、前記投光部は、前記複数の前記各停車範囲を走査する際に、前記軌道を挟んだホームの側面に向けて前記レーザ光を投光する。こうした構成によれば、各停車範囲に車両が停止していない場合に、ホームの側面でレーザ光を安定して反射することができる。したがって、投光部により投光された各レーザ光が車両で遮られない状態で、受光部により強度パターンを予め安定して検出しておくことができ、車両が停止している各停車範囲を検知する精度を向上させることができる。

車両が停止している各停車範囲に対応する投光角度のレーザ光では、レーザ光が車両で遮られない状態で受光部により予め検出した強度パターンと、受光部により現在検出した強度パターンとが相違する。

この点、第４の手段では、前記検知部は、前記投光部により投光された各レーザ光が前記車両で遮られない状態で前記受光部により予め検出した前記強度パターンと、前記受光部により現在検出した前記強度パターンとの相違度合が、所定度合よりも大きいと判定した前記投光角度に対応する前記各停車範囲を、前記車両が停止している前記各停車範囲として検知する。したがって、車両が停止している各停車範囲を容易に検知することができる。

反射光の強度パターンが変化する際には、強度パターンの幅、すなわち強度パターンにおける強度が所定値になっている時間が変化する。そして、レーザ光を投光してから反射光を受光するまでの時間に基づいて、物体までの距離を検出するセンサでは、強度パターンにおける強度が閾値を超えたか否かを判定する回路を有していることが多い。

この点、第５の手段では、前記検知部は、前記強度パターンにおける前記強度が閾値を超えている時間に基づいて、前記相違度合が前記所定度合よりも大きいか否か判定する。このため、車両検知装置が、強度パターンにおける強度が閾値を超えたか否かを判定する回路を予め有している場合に、その回路を流用して相違度合が所定度合よりも大きいか否かを容易に判定することができる。

反射光の強度パターンが変化する際には、強度パターンにおける強度のピーク値が変化する。したがって、第６の手段のように、前記検知部は、前記強度パターンにおける前記強度のピーク値に基づいて、前記相違度合が前記所定度合よりも大きいか否か判定する、といった構成を採用することもできる。

第７の手段では、前記軌道に前記列車の先頭部が停止すべき適正停止位置が予め設定されており、前記適正停止位置と前記レーザ光の投光角度との対応関係と、前記投光部により投光された各レーザ光が前記車両で遮られない状態で前記受光部により予め検出した前記強度パターンと、前記受光部により現在検出した前記強度パターンとの相違とに基づいて、前記先頭部が前記適正停止位置に停止しているか否か判定する判定部を備える。

上記構成によれば、軌道に列車の先頭部が停止すべき適正停止位置が予め設定されている。適正停止位置に列車の先頭部が停止していない場合は、適正停止位置に対応する投光角度に投光されたレーザ光は、適正停止位置に対応する物体で反射され、車両で反射されない。一方、適正停止位置に列車の先頭部が停止している場合は、適正停止位置に対応する投光角度に投光されたレーザ光は、適正停止位置に対応する物体で反射されず、車両で反射される。このため、適正停止位置に列車の先頭部が停止しているか否かによって、適正停止位置に対応する投光角度において反射光の強度パターンが相違する。したがって、判定部は、適正停止位置とレーザ光の投光角度との対応関係と、投光部により投光された各レーザ光が車両で遮られない状態で受光部により予め検出した強度パターンと、受光部により現在検出した強度パターンとの相違とに基づいて、列車の先頭部が適正停止位置に停止しているか否か判定することができる。

第８の手段では、前記受光部は、前記検知部により前記車両が停止している前記各停車範囲を検知するに先立って、前記投光部により投光された各レーザ光が前記車両で遮られない状態で前記強度パターンを予め検出する。

上記構成によれば、検知部により車両が停止している各停車範囲を検知するに先立って、投光部により投光された各レーザ光が車両で遮られない状態で強度パターンを予め検出しておくことができる。

第９の手段は、ホームドア制御システムであって、第１〜第８のいずれか１つの手段の車両検知装置と、各ドア部を有して前記各停車範囲に対応して設けられたホームドア装置と、を備え、前記検知部により前記車両が停止していると検知された前記各停車範囲に対応する前記各ドア部を開く。

上記構成によれば、ホームドア制御システムは、第１〜第８のいずれか１つの手段の車両検知装置と、各ドア部を有して前記各停車範囲に対応して設けられたホームドア装置と、を備えている。そして、検知部により車両が停止していると検知された各停車範囲に対応する各ドア部を開くため、ホームに列車の車両が停止した位置に合わせてホームドア装置のドア部を開くことができる。

各ホームドア装置と各停車範囲との位置関係を示す模式図。 １つのホームドア装置の平面図。 ホームドア制御システムの側面図。 車両検知装置のブロック図。 レーザ光の投光態様を示す模式図。 ４両編成の列車が停止した時のホームドア装置の制御態様を示す模式図。 ６両編成の列車が停止した時のホームドア装置の制御態様を示す模式図。 ホームドア装置のドア部を開く手順を示すフローチャート。 停車範囲Ｎｏと投光角度θｎとの対応関係を示す模式図。 投光角度θｎと停車範囲Ｎｏとの対応関係を示す表。 投光角度θｎにおける基準パルス幅を示すグラフ。 投光角度θｎと基準パルス幅との対応関係を示す表。 ２両編成の列車にレーザ光を投光する態様を示す模式図。 投光角度θｎにおける基準パルス幅及び現在パルス幅を示すグラフ。 投光角度θｎと基準パルス幅と現在パルス幅との関係を示す表。 ４両編成の列車にレーザ光を投光する態様を示す模式図。 投光角度θｎにおける基準パルス幅及び現在パルス幅を示すグラフ。 投光角度θｎと基準パルス幅と現在パルス幅との関係を示す表。 列車が適正停止位置に停止しなかった態様を示す模式図。 投光角度θｎにおける基準パルス幅及び現在パルス幅を示すグラフ。 投光角度θｎと基準パルス幅と現在パルス幅との関係を示す表。 停車範囲Ｎｏと投光角度θｎとの対応関係の変更例を示す模式図。

以下、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、駅のホームにおいて列車の車両が停止している停車範囲を検知する車両検知装置として具現化している。

図１に示すように、列車６０は軌道５０を走行する。軌道５０は、図示しない２本のレール等を備えている。列車６０（鉄道車両）は、２本のレールの上を走行する。

矢印で示す列車６０の走行方向（以下、「走行方向」という）を前方として、軌道５０の左側方にはホーム７１が設けられており、軌道５０の右側方にはホーム７２が設けられている。

ホーム７２には、ホーム７２の縁に沿って８つのホームドア装置３０が設けられている。１つのホームドア装置３０は、列車６０の１つの車両に対応している。

図２に示すように、ホームドア装置３０は、本体部３１とドア部３２とを備えている。本体部３１は、ドア部３２を収納可能であり、ドア部３２が出入する。ドア部３２の位置は、ホーム７１，７２に停止した車両の扉の位置に対応している。すなわち、列車６０の先頭部６１が適正停止位置４１に停止した状態で、各車両の扉に対向する位置に各ドア部３２が設けられている。本体部３１には、ドア部３２を駆動する図示しない駆動部が収納されている。

Ｎｏ１のホームドア装置３０には車両検知装置２０が取り付けられており、他のホームドア装置３０には車両検知装置２０が取り付けられていない。車両検知装置２０は、本体部３１において走行方向の先端に取り付けられている。図３に示すように、車両検知装置２０は、本体部３１の下部に、下方に若干傾けて取り付けられている。

図４は、車両検知装置２０のブロック図である。車両検知装置２０は、投光部２１、受光部２２、検知部２４等を備えている。

投光部２１は、前方の略１９０°の検出範囲をレーザ光で所定面に沿って、例えば３３ｍｓ周期（所定周期）で走査することが可能である。本実施形態では、所定面は水平面から若干下方へ傾いた面である。レーザ光には、例えば赤外線や、可視光、紫外線等を利用することができる。投光部２１は、投光部２１を中心として、例えば０．２５°（所定角度）間隔でパルス状のレーザ光を投光することが可能である。列車６０の車両の停車範囲を検知する際に、投光部２１がレーザ光を投光する方向（投光角度）については後述する。

受光部２２は、投光部２１により投光された各レーザ光が物体で反射された反射光を受光し、受光した各反射光の強度が時間に対して変化するパターン（パルス）である強度パターンを検出する。受光部２２は、投光部２１によりレーザ光が投光される度に、受光した反射光の強度パターンを検出する。

検知部２４は、受光部２２により検出した強度パターンに基づいて、列車６０の車両が停止している各停車範囲４０を検知する。この検知の詳細については後述する。なお、検知部２４は、投光部２１によりレーザ光を投光してから受光部２２により反射光を受光するまでの時間に基づいて、物体までの距離を検出する機能を有している。そして、検知部２４は、この機能を実現するために、強度パターンにおける強度が閾値Ｅｒを超えたか否かを判定する回路を有している。

図１に示すように、軌道５０には、列車６０の各車両が停止し得る範囲が車両単位で各停車範囲４０として予め設定されている。Ｎｏ１〜８の停車範囲４０は、それぞれＮｏ１〜８のホームドア装置３０に対応して予め設定されている。走行方向において、Ｎｏ１〜８の停車範囲４０の位置は、それぞれＮｏ１〜８のホームドア装置３０の位置と一致（対応）している。平面視において、Ｎｏ１〜８の停車範囲４０の大きさは、車両の大きさと一致（対応）している。

車両検知装置２０は、車両が停止している各停車範囲４０を検知する。図５に示すように、車両検知装置２０の投光部２１は、全て（複数）の各停車範囲４０を走査するように、所定角度（例えば７°）毎にレーザ光を投光する。具体的には、投光部２１は、ホーム７１の側面７１ａに垂直な方向（走行方向に垂直な方向）から、左回りに所定角度毎にレーザ光を投光する。図３に示すように、車両検知装置２０の投光部２１は、全ての各停車範囲４０を走査する際に、軌道５０を挟んだホーム７１の側面７１ａに向けてレーザ光を投光する。なお、車両検知装置２０及びＮｏ１〜８のホームドア装置３０により、ホームドア制御システムが構成されている。

図６は、４両編成の列車６０の先頭部６１が適正停止位置４１に停止した状態を示している。この場合、ホームドア制御システムは、Ｎｏ１〜４の停車範囲４０にＮｏ１〜４の車両６２が停止していると検知する。そして、ホームドア制御システムは、Ｎｏ１〜４の停車範囲４０に対応するＮｏ１〜４のホームドア装置３０のドア部３２を開き、Ｎｏ５〜８のホームドア装置３０のドア部３２を閉じたままとする。

図７は、６両編成の列車６０の先頭部６１が適正停止位置４１に停止した状態を示している。この場合、ホームドア制御システムは、Ｎｏ１〜６の停車範囲４０にＮｏ１〜６の車両６２が停止していると検知する。そして、ホームドア制御システムは、Ｎｏ１〜６の停車範囲４０に対応するＮｏ１〜６のホームドア装置３０のドア部３２を開き、Ｎｏ７〜８のホームドア装置３０のドア部３２を閉じたままとする。

次に、図８のフローチャートを参照して、ホームドア装置３０のドア部３２を開く手順を説明する。この一連の処理は、基本的には車両検知装置２０により実行される。ここでは、説明を簡便にするために、停車範囲４０がＮｏ１〜４のみである場合を例にして説明する。

まず、投光角度θｎの添字ｎをｎ＝１とする（Ｓ１０）。ｎ＝１のときにθｎはθ１となり、ｎ＝ｋのときにθｎはθｋとなる。

続いて、停車範囲４０のＮｏと投光角度θｎとの対応関係を設定する（Ｓ１１）。具体的には、図９に示すように、Ｎｏ１〜４の停車範囲４０に列車６０のＮｏ１〜４の車両６２が停止している状態で、投光角度θｎのレーザ光がＮｏ１〜４の各車両６２のいずれに照射されるかを設定する。この設定は、車両検知装置２０の配置、車両６２の大きさ、及び列車６０の適正停止位置４１に基づいて、図面やＣＡＤ（Computer Aided Design）等を用いて行うことができる。そして、Ｎｏ１〜４の各車両６２に照射されるレーザ光の投光角度θｎを、それぞれＮｏ１〜４の停車範囲４０に設定する。

続いて、ｎを１増加させ（Ｓ１２）、ｎが最終番号を超えたか否か判定する（Ｓ１３）。この判定において、ｎが最終番号を超えていないと判定した場合（Ｓ１３：ＮＯ）、Ｓ１１の処理から再度実行する。一方、ｎが最終番号を超えたと判定した場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、Ｓ１４の処理へ進む。Ｓ１０〜Ｓ１３の処理により、図１０に示すように、Ｎｏ１の停車範囲４０に投光角度θ１〜θ３が対応させられ、Ｎｏ２の停車範囲４０に投光角度θ４〜θ８が対応させられ、Ｎｏ３の停車範囲４０に投光角度θ９〜θ１０が対応させられ、Ｎｏ４の停車範囲４０に投光角度θ１１〜θ１２が対応させられる。なお、Ｓ１０〜１３の処理を、ユーザ（作業者）が予め行っておくこともできる。

Ｓ１４の処理では、ｎ＝１とする。投光部２１により投光角度θｎで投光されたレーザ光が車両６２で遮られない状態で、基準パルス幅ｄ１（ｎ）を取得する（Ｓ１５）。具体的には、図５に示すように、車両検知装置２０の投光部２１により投光された各レーザ光が車両６２で遮られない状態で、投光部２１は投光角度θｎへレーザ光を投光する。受光部２２はレーザ光がホーム７１の側面７１ａで反射された反射光を受光し、受光した反射光の強度が時間に対して変化するパターン（パルス）である強度パターンを検出する。検知部２４は、パルスの強度が閾値Ｅｒを超えている時間である基準パルス幅ｄ１（ｎ）を取得する。そして、検知部２４は、基準パルス幅ｄ１（ｎ）を記憶する（Ｓ１６）。

続いて、ｎを１増加させ（Ｓ１７）、ｎが最終番号を超えたか否か判定する（Ｓ１８）。この判定において、ｎが最終番号を超えていないと判定した場合（Ｓ１８：ＮＯ）、Ｓ１５の処理から再度実行する。一方、ｎが最終番号を超えたと判定した場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、Ｓ１９の処理へ進む。Ｓ１４〜Ｓ１８の処理により、図１１に示すように、投光角度θ１〜θ１２で、それぞれ基準パルス幅ｄ１（ｎ）が取得される。ここでは、投光角度θ１から投光角度θ１２へ変化するに伴って、ホーム７１の側面７１ａまでの距離が長くなるとともに、側面７１ａに対する角度が小さくなるため、受光エネルギーが順に減少している。そして、図１２に示すように、投光角度θ１〜θ１２の基準パルス幅ｄ１（１）〜ｄ１（１２）がそれぞれ記憶される。

続いて、列車６０の先頭部６１が適正停止位置４１に停止したか否か判定する（Ｓ１９）。具体的には、列車６０の先頭部６１が適正停止位置４１に停止したか否かを、ホームドア制御システムとは別の判定装置で判定している。そして、判定装置から、列車６０の先頭部６１が適正停止位置４１に停止したことを示す所定信号を受信した場合に適正停止位置４１に停止したと判定し、所定信号を受信していない場合に適正停止位置４１に停止していないと判定する。この判定において、列車６０の先頭部６１が適正停止位置４１に停止していないと判定した場合（Ｓ１９：ＮＯ）、Ｓ１９の判定を再度実行する。一方、列車６０の先頭部６１が適正停止位置４１に停止したと判定した場合（Ｓ１９：ＹＥＳ）、ｎ＝１とする（Ｓ２０）。

続いて、投光部２１により投光角度θｎでレーザ光を投光して、現在パルス幅ｄ２（ｎ）を取得する（Ｓ２１）。具体的には、図１３に示すように、列車６０の先頭部６１が適正停止位置４１に停止した状態で、投光部２１は投光角度θｎへレーザ光を投光する。受光部２２はレーザ光が車両６２又はホーム７１の側面７１ａで反射された反射光を受光し、受光した反射光の強度が時間に対して変化するパターン（パルス）である強度パターンを検出する。検知部２４は、パルスの強度が閾値Ｅｒを超えている時間である現在パルス幅ｄ２（ｎ）を取得する。

続いて、現在パルス幅ｄ２（ｎ）が基準パルス幅ｄ１（ｎ）と等しいとみなせるか否か判定する（Ｓ２２）。具体的には、現在パルス幅ｄ２（ｎ）と基準パルス幅ｄ１（ｎ）との相違度合が所定度合よりも小さい場合に、現在パルス幅ｄ２（ｎ）が基準パルス幅ｄ１（ｎ）と等しいとみなせると判定する。詳しくは、現在パルス幅ｄ２（ｎ）と基準パルス幅ｄ１（ｎ）との差の絶対値が所定値よりも小さい場合に、現在パルス幅ｄ２（ｎ）が基準パルス幅ｄ１（ｎ）と等しいとみなせると判定する。一方、現在パルス幅ｄ２（ｎ）と基準パルス幅ｄ１（ｎ）との相違度合が所定度合よりも大きい場合に、現在パルス幅ｄ２（ｎ）が基準パルス幅ｄ１（ｎ）と等しいとみなせないと判定する。なお、現在パルス幅ｄ２（ｎ）と基準パルス幅ｄ１（ｎ）との比が所定比の範囲内である場合に、現在パルス幅ｄ２（ｎ）が基準パルス幅ｄ１（ｎ）と等しいとみなせると判定することもできる。

Ｓ２２の判定において、現在パルス幅ｄ２（ｎ）が基準パルス幅ｄ１（ｎ）と等しいとみなせないと判定した場合（Ｓ２２：ＮＯ）、投光角度θｎに対応する停車範囲Ｎｏを“車両あり”と判定する（Ｓ２３）。一方、Ｓ２２の判定において、現在パルス幅ｄ２（ｎ）が基準パルス幅ｄ１（ｎ）と等しいとみなせると判定した場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、Ｓ２４の処理へ進む。

続くＳ２４の処理では、ｎを１増加させる。そして、ｎが最終番号を超えたか否か判定する（Ｓ２５）。この判定において、ｎが最終番号を超えていないと判定した場合（Ｓ２５：ＮＯ）、Ｓ２１の処理から再度実行する。一方、ｎが最終番号を超えたと判定した場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）、Ｓ２６の処理へ進む。Ｓ２０〜Ｓ２５の処理により、図１４に示すように、投光角度θ１〜θ１２で、それぞれ現在パルス幅ｄ２（ｎ）が取得される。図１３では、車両検知装置２０からホーム７１の側面７１ａまでの距離よりも、車両検知装置２０から車両６２までの距離が短いため、基準パルスよりも現在パルスが大きくなっている。そして、図１５に示すように、投光角度θ１〜θ１２（すなわちＮｏ１〜４の停車範囲４０）において、それぞれ基準パルス幅ｄ１（１）〜ｄ１（１２）と現在パルス幅ｄ２（１）〜ｄ２（１２）とが比較され、それぞれ車両６２がある（車両６２が停止している）か否か判定される。図１３の例では、図１５にハッチングで示すようにＮｏ１，２の停車範囲４０が車両ありと判定され、Ｎｏ３，４の停車範囲４０が車両なしと判定される。

続いて、“車両あり”と判定した停車範囲４０のＮｏを出力する（Ｓ２６）。すなわち、車両６２が停止している各停車範囲４０を検知する。要するに、検知部２４は、各停車範囲４０とレーザ光の投光角度θｎとの対応関係と、投光部２１により投光された各レーザ光が車両６２で遮られない状態で受光部２２により予め検出した反射光の強度のパルス（強度パターン）と、受光部２２により現在検出した反射光の強度のパルスとの相違とに基づいて、車両６２が停止している各停車範囲４０を検知する。ここでは、１つの停車範囲４０に属する全ての投光角度θｎにおいて、“車両あり”と判定した停車範囲４０のＮｏを出力する。なお、車両６２が停止している各停車範囲４０の数から、列車６０の車両数を検知することもできる。すなわち、車両６２が停止している各停車範囲４０の数は、列車６０の車両数と等しい。

続いて、出力したＮｏの停車範囲４０に対応するホームドア装置３０のドア部３２を開かせる（Ｓ２７）。図１３の例では、Ｎｏ１，２のホームドア装置３０のドア部３２を開かせ、Ｎｏ３，４（その他のＮｏ）のホームドア装置３０のドア部３２を閉じたままとさせる。その後、この一連の処理を終了する（ＥＮＤ）。

また、図１６の例では、図１７に示すように、現在パルス幅ｄ２（ｎ）が取得される。そして、図１８にハッチングで示すようにＮｏ１〜４の停車範囲４０が車両ありと判定され、Ｎｏ１〜４のホームドア装置３０のドア部３２が開かれる。

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。

・受光部２２は、投光部２１により投光された各レーザ光が物体で反射された各反射光を受光し、受光した各反射光の強度が時間に対して変化するパターン（パルス）である強度パターンを検出する。このとき、各停車範囲４０の先の物体で反射された反射光と車両６２で反射された反射光とでは、強度パターンが互いに異なる。各停車範囲４０とレーザ光の投光角度θｎとの対応関係は、投光部２１の配置、各車両６２の大きさ、及び各車両６２の適正な停止位置により予め決まっている。また、投光部２１により投光された各レーザ光が車両６２で遮られない状態で受光部２２により強度パターン（基準パルス）を予め検出しておくことができ、この状態は、各停車範囲４０に車両６２が停止していない場合に相当する。したがって、検知部２４は、各停車範囲４０とレーザ光の投光角度θｎとの対応関係と、投光部２１により投光された各レーザ光が車両６２で遮られない状態で受光部２２により予め検出した強度パターンと、受光部２２により現在検出した強度パターン（現在パルス）との相違とに基づいて、車両６２が停止している各停車範囲４０を検知することができる。

・投光部２１は複数の各停車範囲４０を走査するため、１つの投光部２１及び受光部２２（センサ）により複数の各停車範囲４０について車両６２が停止しているか否かを検知することができ、必要なセンサの数を減少させることができる。

・投光部２１は、全ての各停車範囲４０を走査するように、所定角度毎にレーザ光を投光する。こうした構成によれば、１つの投光部２１及び受光部２２により全ての各停車範囲４０について車両６２が停止しているか否かを検知することができ、必要なセンサの数を最少にすることができる。

・投光部２１は、複数の各停車範囲４０を走査する際に、軌道５０を挟んだホーム７１の側面７１ａに向けてレーザ光を投光する。こうした構成によれば、ホーム７１の側面７１ａは一様に形成されていることが多いため、各停車範囲４０に車両６２が停止していない場合に、ホーム７１の側面７１ａでレーザ光を安定して反射することができる。したがって、投光部２１により投光された各レーザ光が車両６２で遮られない状態で、受光部２２により強度パターンを予め安定して検出しておくことができ、車両６２が停止している各停車範囲４０を検知する精度を向上させることができる。

・検知部２４は、投光部２１により投光された各レーザ光が車両６２で遮られない状態で受光部２２により予め検出した強度パターンと、受光部２２により現在検出した強度パターンとの相違度合が、所定度合よりも大きいと判定した投光角度θｎに対応する各停車範囲４０を、車両６２が停止している各停車範囲４０として検知する。したがって、車両６２が停止している各停車範囲４０を容易に検知することができる。

・検知部２４は、強度パターンにおける強度が閾値Ｅｒを超えている時間に基づいて、相違度合が所定度合よりも大きいか否か判定する。このため、車両検知装置２０が、強度パターンにおける強度が閾値Ｅｒを超えたか否かを判定する回路を予め有しており、その回路を流用して相違度合が所定度合よりも大きいか否かを容易に判定することができる。

・受光部２２は、検知部２４により車両６２が停止している各停車範囲４０を検知するに先立って、投光部２１により投光された各レーザ光が車両６２で遮られない状態で強度パターンを予め検出する。こうした構成によれば、検知部２４により車両６２が停止している各停車範囲４０を検知するに先立って、投光部２１により投光された各レーザ光が車両６２で遮られない状態で強度パターンを予め検出しておくことができる。

・ホームドア制御システムは、車両検知装置２０と、各ドア部３２を有して各停車範囲４０に対応して設けられたホームドア装置３０と、を備えている。そして、検知部２４により車両６２が停止していると検知された各停車範囲４０に対応する各ドア部３２を開くため、ホーム７１，７２に列車６０の車両６２が停止した位置に合わせてホームドア装置３０のドア部３２を開くことができる。

・１つの停車範囲４０に属する全ての投光角度θｎにおいて、“車両あり”と判定した停車範囲４０のＮｏを出力している。このため、車両６２が停止している停車範囲４０を正確に判定することができる。

なお、上記実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。上記実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

・図８のＳ２６の処理において、１つの停車範囲４０に属する過半数の投光角度θｎにおいて、“車両あり”と判定した停車範囲４０のＮｏを出力することもできる。こうした構成によれば、特定の投光角度θｎにおいて、ノイズ等により“車両なし”と誤判定された場合であっても、車両６２が停止している停車範囲４０を正しく判定することができる。

・図１４，１７に示すように、反射光の強度パターン（パルス）が変化する際には、強度パターンにおける強度のピーク値が変化する。したがって、検知部２４は、強度パターンにおける強度のピーク値に基づいて、相違度合が所定度合よりも大きいか否か判定することもできる。

・車両検知装置２０は、適正停止位置４１とレーザ光の投光角度θｎとの対応関係と、投光部２１により投光された各レーザ光が車両６２で遮られない状態で受光部２２により予め検出した強度パターンと、受光部２２により現在検出した強度パターンとの相違とに基づいて、列車６０の先頭部６１が適正停止位置４１に停止しているか否か判定する判定部を備えていてもよい。

適正停止位置４１に列車６０の先頭部６１が停止していない場合は、適正停止位置４１に対応する投光角度θｎに投光されたレーザ光は、適正停止位置４１に対応する物体で反射され、車両６２で反射されない。一方、適正停止位置４１に列車６０の先頭部６１が停止している場合は、適正停止位置４１に対応する投光角度θｎに投光されたレーザ光は、適正停止位置４１に対応する物体で反射されず、車両６２で反射される。このため、適正停止位置４１に列車６０の先頭部６１が停止しているか否かによって、適正停止位置４１に対応する投光角度θｎにおいて反射光の強度パターンが相違する。したがって、上記判定部は、適正停止位置４１とレーザ光の投光角度θｎとの対応関係と、投光部２１により投光された各レーザ光が車両６２で遮られない状態で受光部２２により予め検出した強度パターンと、受光部２２により現在検出した強度パターンとの相違とに基づいて、列車６０の先頭部６１が適正停止位置４１に停止しているか否か判定することができる。

図１９は、列車６０の先頭部６１が適正停止位置４１に停止しなかった態様を示す模式図である。図１９では、列車６０の先頭部６１は適正停止位置４１よりも手前の停止位置４２に停止している。この場合、図２０に示すように、現在パルス幅ｄ２（ｎ）が取得される。そして、図２１に示すように、Ｎｏ１の停車範囲４０に属する投光角度θ１〜θ３のうち、投光角度θ１において基準パルス幅ｄ１（１）と現在パルス幅ｄ２（１）との相違度合が所定度合よりも小さいため、投光角度θ１のみが車両なしと判定される。投光角度θ１は、適正停止位置４１に対応する投光角度である。このため、投光角度θ１が車両なしと判定されている場合に、列車６０の先頭部６１が適正停止位置４１に停止していないと判定することができる。なお、車両検知装置２０が上記判定部を備える場合は、図８のＳ１９の処理を判定部により実行することができる。

・図２２は、停車範囲４０のＮｏと投光角度θｎとの対応関係の変更例を示す模式図である。同図に示すように、走行方向において、車両検知装置２０を適正停止位置４１よりも手前に配置することもできる。この場合であっても、投光角度θｎと停車範囲４０のＮｏとの対応関係を予め設定しておくことにより、車両６２が停止している各停車範囲４０を検知することができる。

・投光部２１及び受光部２２を２組備え、各組の投光部２１が４つ（半分）の各停車範囲４０を走査するように、所定角度毎にレーザ光を投光することもできる。こうした構成によっても、２組の投光部２１及び受光部２２により全ての各停車範囲４０について車両６２が停止しているか否かを検知することができ、必要なセンサの数を減少させることができる。なお、１つの投光部２１が全体の１／３や１／４の各停車範囲４０を走査するように、所定角度毎にレーザ光を投光することもできる。

・列車６０が地下鉄等である場合には、投光部２１は、複数の各停車範囲４０を走査する際に、駅の構内において軌道５０を挟んだ壁に向けてレーザ光を投光することもできる。その場合、車両検知装置２０を、下方に若干傾けず、水平に取り付けてもよい。

・Ｎｏ１〜８の停車範囲４０に対して、適正停止位置４１は、走行方向においてＮｏ１の停車範囲４０の先端に限らず、Ｎｏ２の停車範囲４０の先端や、Ｎｏ３の停車範囲４０の先端等であってもよい。これらの場合であっても、車両検知装置２０は、車両６２が停止している各停車範囲４０を検知することができる。

・列車６０の車両数は任意であり、車両数に応じてホームドア装置３０の数及び停車範囲４０の数を設定すればよい。列車６０の種類（機関車、電車、気動車等）も任意である。

・ホームドア装置３０は、図２に示した本体部３１及びドア部３２を備える構成に限らない。例えば、ホームドア装置３０は、１つの車両６２の全長に対応する長さのロープ及びそのロープを上下動させる機構を備えていてもよい。そして、車両検知装置２０は、車両６２が停止している各停車範囲４０に対応するホームドア装置３０においてロープを上げさせ、車両６２が停止していない各停車範囲４０に対応するホームドア装置３０においてロープを下げたままとしてもよい。

２０…車両検知装置、２１…投光部、２２…受光部、２４…検知部、３０…ホームドア装置、３２…ドア部、４０…停車範囲、５０…軌道、６０…列車、６１…先頭部、６２…車両、７１…ホーム、７１ａ…側面、７２…ホーム。

Claims (9)

1. 軌道に列車の各車両が停止し得る範囲が車両単位で各停車範囲として予め設定されており、車両が停止している前記各停車範囲を検知する車両検知装置であって、
   複数の前記各停車範囲を走査するように、所定角度毎にレーザ光を投光する投光部と、
   前記投光部により投光された各レーザ光が物体で反射された各反射光を受光し、受光した各反射光の強度が時間に対して変化するパターンである強度パターンを検出する受光部と、
   前記各停車範囲と前記レーザ光の投光角度との対応関係と、前記投光部により投光された各レーザ光が前記車両で遮られない状態で前記受光部により予め検出した前記強度パターンと、前記受光部により現在検出した前記強度パターンとの相違とに基づいて、前記車両が停止している前記各停車範囲を検知する検知部と、
   を備える、車両検知装置。
2. 前記投光部は、全ての前記各停車範囲を走査するように、前記所定角度毎に前記レーザ光を投光する、請求項１に記載の車両検知装置。
3. 前記投光部は、前記複数の前記各停車範囲を走査する際に、前記軌道を挟んだホームの側面に向けて前記レーザ光を投光する、請求項１又は２に記載の車両検知装置。
4. 前記検知部は、前記投光部により投光された各レーザ光が前記車両で遮られない状態で前記受光部により予め検出した前記強度パターンと、前記受光部により現在検出した前記強度パターンとの相違度合が、所定度合よりも大きいと判定した前記投光角度に対応する前記各停車範囲を、前記車両が停止している前記各停車範囲として検知する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両検知装置。
5. 前記検知部は、前記強度パターンにおける前記強度が閾値を超えている時間に基づいて、前記相違度合が前記所定度合よりも大きいか否か判定する、請求項４に記載の車両検知装置。
6. 前記検知部は、前記強度パターンにおける前記強度のピーク値に基づいて、前記相違度合が前記所定度合よりも大きいか否か判定する、請求項４に記載の車両検知装置。
7. 前記軌道に前記列車の先頭部が停止すべき適正停止位置が予め設定されており、
   前記適正停止位置と前記レーザ光の投光角度との対応関係と、前記投光部により投光された各レーザ光が前記車両で遮られない状態で前記受光部により予め検出した前記強度パターンと、前記受光部により現在検出した前記強度パターンとの相違とに基づいて、前記先頭部が前記適正停止位置に停止しているか否か判定する判定部を備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両検知装置。
8. 前記受光部は、前記検知部により前記車両が停止している前記各停車範囲を検知するに先立って、前記投光部により投光された各レーザ光が前記車両で遮られない状態で前記強度パターンを予め検出する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両検知装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の車両検知装置と、
   各ドア部を有して前記各停車範囲に対応して設けられたホームドア装置と、を備え、
   前記検知部により前記車両が停止していると検知された前記各停車範囲に対応する前記各ドア部を開く、ホームドア制御システム。

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