JP3744641B2 - Accident detection device - Google Patents

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JP3744641B2
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accident
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雅夫 小林
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純一 伊藤
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は鉄道列車等の事故が発生した場合に、その列車事故を自動的に検知することを可能とする事故検知装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば脱線等の列車事故が発生した場合、従来においては乗務員が列車に備え付けられている防護無線を起動し、また列車無線を使用して事故の状況を中央指令所に通報していた。
防護無線の発報により、付近の列車は事故の発生を知ることができ、よって2次的事故を防止することができる。また、列車無線による通報により、速やかに対策をとることが可能となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、事故の程度によっては乗務員が負傷してこれら防護無線及び列車無線の操作ができない状況が発生し、また負傷を免れても例えば気が動転して操作ができない状況が起こり得る。
このような場合、付近を走行中の列車の乗務員は事故の発生を知ることができず、例えばその現場に突っ込むなどして、2次的事故が発生する恐れがあり、大事故につながるものとなっていた。
【0004】
この発明の目的は上述した問題点に鑑み、事故発生を自動的に検知して防護無線を自動発報し、乗務員が操作しなくても事故発生を知らせることができるようにした事故検知装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明によれば、列車事故を検知するために列車に搭載される事故検知装置は、直交する3軸の加速度を測定する3軸加速度計と、直交する3軸回りの角速度を測定する3軸ジャイロと、それら3軸加速度計及び3軸ジャイロの測定値を用いて列車の水平方向前方加速度、水平方向右方加速度、鉛直方向加速度、鉛直方向変位量及び姿勢角を演算する演算手段と、その演算手段の演算値と、3軸加速度計及び3軸ジャイロの測定値とを用いて列車の事故を検知する検知手段と、その検知手段が事故を検知した時、列車に備え付けられている防護無線を起動する手段とを具備するものとされる。
【0006】
請求項2の発明によれば、列車事故を検知するために列車に搭載される事故検知装置は、直交する3軸の加速度を測定する3軸加速度計と、直交する3軸回りの角速度を測定する3軸ジャイロと、それら3軸加速度計及び3軸ジャイロの測定値を用いて列車の水平方向前方加速度、水平方向右方加速度、鉛直方向加速度、鉛直方向変位量及び姿勢角を演算する演算手段と、現在位置を得る手段と、上記演算手段の演算値と3軸加速度計及び3軸ジャイロの測定値とを用いて列車の事故を検知する検知手段と、その検知手段が事故を検知した時、列車に備え付けられている防護無線を起動し、かつ列車に備え付けられている列車無線を用いて上記演算手段の演算値、3軸加速度計及び3軸ジャイロの測定値、現在位置を列車番号と共に中央指令所に送信する手段とを具備するものとされる。
【0007】
請求項3の発明によれば、列車事故を検知するために列車に搭載される事故検知装置は、直交する3軸の加速度を測定する3軸加速度計と、直交する3軸回りの角速度を測定する3軸ジャイロと、それら3軸加速度計及び3軸ジャイロの測定値を用いて列車の水平方向前方加速度、水平方向右方加速度、鉛直方向加速度、鉛直方向変位量及び姿勢角を演算する演算手段と、現在位置を得る手段と、上記演算手段の演算値と3軸加速度計及び3軸ジャイロの測定値とを用いて列車の事故を検知し、かつその事故モードを判定する検知判定手段と、その検知判定手段が事故を検知した時、列車に備え付けられている防護無線を起動し、かつ列車に備え付けられている列車無線を用いて判定した事故モード及び現在位置を列車番号と共に中央指令所に送信する手段とを具備するものとされる。
【0008】
請求項4の発明では請求項2乃至3のいずれかの発明において、現在位置が緯度経度によって表され、その緯度経度をGPSを用いて得る構成とされている。
請求項5の発明では請求項2乃至3のいずれかの発明において、現在位置が基点からの走行距離によって表され、その走行距離は列車の車輪回転数の積算によって得る構成とされている。
【0009】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照して実施例により説明する。
この発明による事故検知装置は列車に搭載されて使用されるもので、その基本検出部は3軸加速度計と3軸ジャイロとストラップダウン慣性計算を行う演算手段とを有する、いわゆる慣性基準装置となっている。まず、この慣性基準装置11の構成及び機能を図1を参照して説明する。
【0010】
直交する3軸に取付けられた3軸ジャイロ12はX,Y,Z軸回りの角速度を測定する。ここではX軸方向を装置(列車)の前方、Y軸方向を右方、Z軸方向を下方とする。一方、直交する3軸に取付けられた3軸加速度計13はX,Y,Z軸方向の加速度を測定する。
座標変換手段14はX,Y,Z座標をXH ,YH ,D座標に変換するもので、3軸加速度計13から出力されたX,Y,Z加速度はこの座標変換手段14に入力され、XH ,YH ,D加速度に変換される。なお、ここではXH を水平面上の列車前方、YH を水平面上の列車右方、Dを地球中心(鉛直)方向とする。
【0011】
座標変換手段14の座標変換マトリクスは本装置の姿勢の変化に伴ない、刻々と変化される。座標変化マトリクス更新値計算手段15はこのマトリクスの値を変化させる変化分を計算するものであって、マトリクス変化分は姿勢の変化分、即ち角速度と一対一に対応するから、3軸ジャイロ12のX,Y,Z角速度データを使用して、マトリクス変化分が計算される。計算された変化分は座標変換手段14に入力され、刻々とマトリクス値が更新される。
【0012】
座標変換手段14から出力されたXH ,YH ,D加速度は積分手段16に入力され、積分手段16はXH ,YH ,D加速度を積分してXH ,YH ,D速度を出力する。このXH ,YH ,D速度のうち、D速度はHPF(ハイパスフィルタ)17を介して積分手段18に入力され、積分手段18はD速度を積分して、列車の鉛直方向の変位量を計算する。HPF17は積分による誤差発散を避けるために直流分をカットするもので、従って鉛直方向変位量は交流変化分となる。なお、図には示していないが、積分による誤差発散を避けるため、積分手段16にも同様にHPFが設けられている。
【0013】
この例では3軸ジャイロ12のドリフト誤差を抑制するために速度センサ19を用いるものとなっており、この速度センサ19から出力される速度と、XH 速度とが比較手段21に入力される。速度センサ19は例えば列車の車輪回転数から速度を求める構成とされる。比較手段21は加速度から求めたXH 速度と、速度センサ19の速度との差分を計算する。ここで、積分手段16は誤差も積分するため、加速度から求めたXH 速度の誤差は段々増加していくのに対し、速度センサ19の誤差は無視することができ、つまり速度センサ19による速度には時間とともに誤差が増加しないため、この差分は加速度から求めたXH 速度の誤差を示すものとなる。
【0014】
この誤差の主原因は3軸ジャイロ12の誤差による座標変換マトリクスの誤差にあり、従ってこの計算した差分(XH 誤差分)を座標変換マトリクス更新値計算手段15に帰還し、XH 速度の誤差分が零となるように、座標変換マトリクスを修正する。一方、列車であるからYH 速度はそのまま誤差であり、このYH 誤差分も同様に座標変換マトリクス更新値計算手段15に帰還される。これにより、座標変換マトリクスの誤差が抑えられる。
【0015】
水平面に対する列車の前後方向の姿勢角(ピッチ角)、左右方向の姿勢角(ロール角)はピッチ、ロール計算手段22より出力される。座標変換手段14における座標変換マトリクスはX,Y,Z座標とXH ,YH ,D座標との関係を示しているから、この関係からピッチ角、ロール角が求められる。
上記した構成によれば、正確な座標変換マトリクスが得られ、よって正確なXH ,YH ,D加速度を得ることができ、また正確な鉛直方向変位量、ピッチ角及びロール角を得ることができる。
【0016】
図2は上述した慣性基準装置11を用いて構成された、この発明による事故検知装置の一実施例を示したものである。慣性基準装置11によって得られる各種測定値及び演算値は検知手段23に入力される。なお、以下においてはXH ,YH ,D加速度を単に前後、左右、上下加速度と言い、X,Y,Z角速度をロール、ピッチ、ヨーレートと言う。また、鉛直方向変位量を上下変位量という。
【0017】
この例では列車の動き(状態の遷移)を把握するパラメータとして、前後加速度、左右加速度、上下加速度、ロールレート、ピッチレート、ヨーレート、ピッチ角、ロール角及び上下変位量が用いられ、これらのデータが慣性基準装置11から検知手段23に入力される。そして、検知手段23はこれら入力されたデータから列車の事故発生を検知する。事故の検知はこれらパラメータに対し、予め設定された設定値と、入力されたデータとを比較することによって行われ、例えばこれらパラメータのうち、1つでも設定値を越えた場合に事故発生と判断する。
【0018】
検知手段23は事故を検知すると、検知信号を出力し、その信号により防護無線起動手段24は列車に備え付けられている防護無線25を起動する。なお、防護無線起動手段24による防護無線25の起動には例えばリレー接点信号などが使用される。
この図2に示した事故検知装置によれば、自動的に事故が検知され、乗務員が操作できない状況にあっても防護無線が自動発報されるため、2次的事故を防止することができる。この事故検知装置は少なくとも列車の先頭車両に搭載される。なお、基本検出部である慣性基準装置11は例えば全車両に取付けるようにしてもよい。
【0019】
図3は防護無線の自動発報に加え、列車に備え付けられている列車無線を通じて、事故検知時に各種情報を中央指令所に自動送信するようにした事故検知装置を示したものである。この例では検知手段23に入力される前述したデータと共に、列車の現在位置と列車情報とが事故検知時に自動送信される。
列車の現在位置はこの例ではGPS26を用いて得られる緯度経度と、列車の車輪回転数を積算して基点からの走行距離を得る距離計27からの走行距離データとの両者によって表され、これらデータは刻々と更新されて記憶手段28に記憶されている。
【0020】
列車情報は例えば列車番号、路線、運転区間等よりなり、この例ではそれらを記憶したICカード29を乗務員が運転開始前に読取り装置31に挿入して入力することによって、記憶手段28に記憶される。なお、計時手段32より得られる現在時刻も記憶手段28に記憶されている。
検知手段23は事故を検知すると、図2の場合と同様に防護無線起動手段24を作動させて防護無線25を起動する。また、列車無線起動手段33を作動させて列車無線34を例えばリレー接点信号により起動し、かつ音声切替手段35を作動させて列車無線音声信号をマイクロフォン36からデジタル信号に切替える。これにより、記憶手段28に記憶されている位置データ、走行距離データ、時刻及び列車番号等の列車情報が事故情報として列車無線34により発報され、同時に事故を検知した時の慣性基準装置11からの各種入力データが事故情報として発報される。なお、これら事故情報は周波数シフト方式で変調したオーディオ信号とされる。
【0021】
このようにして列車無線34により中央指令所に事故情報が自動送信されることにより、乗務員が通報できなくても中央指令所側は事故発生列車、位置等を知ることができ、また送信されたデータから発生した事故状態(事故モード)を判断することができる。これにより、適確かつ迅速な対策をとることが可能となる。
【0022】
なお、この図3に示した例ではGPS26及び距離計27の両者を備えているが、いずれか一方だけでも位置の特定は可能である。また、列車の位置は例えば地上に設置されたサインポスト(狭地域無線発信設備)によって得るようにしてもよい。なお、距離計27により、即ち車輪回転数の積算により走行距離を得て位置データとする時の位置誤差の累積を防止するため、駅またはサインポストにより列車位置誤差をリセットするようにしてもよい。
【0023】
図4は慣性基準装置11より得られるデータにより、事故検知装置において脱線、衝突等の事故モードを判断し、データ送信に代えて事故モードを送信するようにしたものであり、図3の事故検知装置における検知手段23が検知判定手段37に置き換えられたものとなっている。
検知判定手段37は慣性基準装置11から入力されたデータに基づき、事故の発生を検知すると共に、その事故モードを判定する。以下、この事故モードの判定について説明する。
【0024】
想定される事故モードとしては、脱線、自動車へ正面衝突、自動車が側面衝突、列車へ正面衝突、横転、転覆、乗上げ、高所落下等が挙げられ、またこれらの結果としてのモードもある。事故モードと列車の状態の遷移及びその状態の遷移を示すパラメータの関係は例えば下記のように表される。

Figure 0003744641
従って、検知判定手段37は慣性基準装置11から入力される例えば前後加速度、左右加速度、上下加速度、ロールレート、ピッチレート、ヨーレート、ピッチ角、ロール角及び上下変位量のどれが予め設定された設定値を越えたか、あるいはどういう組合せのデータが同時に設定値を越えたか等を判断することによって事故モードを判定することができる。
【0025】
この図4に示した事故検知装置によれば、事故発生により防護無線が自動発報され、かつ列車無線により位置データ、列車情報と共に事故モードが中央指令所に自動通報されるため、直ちに事故状況を把握することが可能となる。
以上述べた各実施例においては、前後、左右、上下加速度は図1におけるXH ,YH ,D加速度を用いているが、例えばこれに代えて車両軸のX,Y,Z加速度を用いることも可能である。なお、この場合には列車が上り勾配あるいは下り勾配にある時に、重力加速度成分が測定値に含まれることになり、その分XH ,YH ,D加速度を用いる場合に比し、事故検知設定値と測定値とのマージンが少なくなるため、検知精度は劣るものとなる。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明によれば自動的に事故が検知され、乗務員が操作できない状況でも防護無線が自動発報されるため、2次的事故を防止することができる。
また、請求項2の発明では防護無線の自動発報に加え、列車無線により各種事故情報が中央へ自動通報されるため、適確かつ速やかに対策をとることが可能となる。
【0027】
さらに、請求項3の発明ではどのような事故が発生したか、その事故モードが通報されるため、直ちに事故状況を把握することが可能となる。
なお、この発明によれば3軸ジャイロと3軸加速度計とを使用して、あらゆる事故に対応した各種データ(検知パラメータ)を測定演算して得ることができ、つまり列車の状態の遷移を逐一正確に把握することができるので、正確な事故検知を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明における基本検出部である慣性基準装置の一構成を示すブロック図。
【図2】請求項1の発明の実施例を示すブロック図。
【図3】請求項2の発明の実施例を示すブロック図。
【図4】請求項3の発明の実施例を示すブロック図。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an accident detection apparatus that can automatically detect a train accident when an accident such as a railway train occurs.
[0002]
[Prior art]
For example, when a train accident such as derailment occurs, a crew member conventionally activates a protection radio provided to the train, and uses the train radio to report the situation of the accident to the central command office.
By issuing the protection radio, nearby trains can know the occurrence of the accident, and thus prevent secondary accidents. In addition, measures can be taken promptly by notification by train radio.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, depending on the degree of the accident, a crew member may be injured and the protection radio and train radio may not be operated. For example, even if the injury is avoided, a situation may occur in which the driver is upset and cannot operate.
In such a case, the crew of the train traveling in the vicinity cannot know the occurrence of the accident, and for example, it may cause a secondary accident by thrusting into the scene, leading to a major accident. It was.
[0004]
In view of the above-described problems, an object of the present invention is an accident detection apparatus that automatically detects the occurrence of an accident, automatically issues a protective radio, and can notify the occurrence of the accident without the crew operating. It is to provide.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, an accident detection apparatus mounted on a train for detecting a train accident measures a three-axis accelerometer that measures three-axis acceleration orthogonal to each other, and measures an angular velocity around three orthogonal axes. 3 axis gyro, and calculation means for calculating the horizontal forward acceleration, the horizontal right acceleration, the vertical acceleration, the vertical displacement amount and the attitude angle of the train using the measured values of the 3-axis accelerometer and the 3-axis gyro And detecting means for detecting a train accident using the calculated values of the calculating means and the measured values of the three-axis accelerometer and the three-axis gyro, and when the detecting means detects the accident, it is provided in the train. Means for activating the protective radio.
[0006]
According to the invention of claim 2, an accident detection device mounted on a train for detecting a train accident measures a three-axis accelerometer that measures three-axis acceleration orthogonal to each other, and measures an angular velocity around three axes that are orthogonal. 3 axis gyro, and calculation means for calculating the horizontal forward acceleration, the horizontal right acceleration, the vertical acceleration, the vertical displacement amount and the attitude angle of the train using the measured values of the 3-axis accelerometer and the 3-axis gyro And means for obtaining the current position, detecting means for detecting a train accident using the calculated value of the calculating means and the measured values of the three-axis accelerometer and the three-axis gyro, and when the detecting means detects the accident Activating the protection radio provided in the train and using the train radio provided in the train, the calculation value of the calculation means, the measurement value of the 3-axis accelerometer and the 3-axis gyro, and the current position together with the train number Central directive It is intended to and means for transmitting to.
[0007]
According to invention of Claim 3, the accident detection apparatus mounted in a train in order to detect a train accident measures the triaxial accelerometer which measures the acceleration of three orthogonal axes, and the angular velocity around the three orthogonal axes 3 axis gyro, and calculation means for calculating the horizontal forward acceleration, the horizontal right acceleration, the vertical acceleration, the vertical displacement amount and the attitude angle of the train using the measured values of the 3-axis accelerometer and the 3-axis gyro And means for obtaining the current position, detection determination means for detecting a train accident using the calculation value of the calculation means and the measurement value of the three-axis accelerometer and the three-axis gyro, and determining the accident mode; When the detection / determination means detects an accident, it activates the protection radio provided to the train, and the accident mode and the current position determined using the train radio provided to the train together with the train number are sent to the central command center. It is intended to and means for transmitting.
[0008]
According to a fourth aspect of the present invention, in any of the second to third aspects of the present invention, the current position is represented by latitude and longitude, and the latitude and longitude are obtained using GPS.
According to a fifth aspect of the present invention, in any of the second to third aspects of the present invention, the current position is represented by a travel distance from the base point, and the travel distance is obtained by integrating the number of wheel rotations of the train.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The accident detection device according to the present invention is used by being mounted on a train, and its basic detection unit is a so-called inertia reference device having a three-axis accelerometer, a three-axis gyro, and a calculation means for performing strapdown inertia calculation. ing. First, the configuration and function of the inertial reference device 11 will be described with reference to FIG.
[0010]
A three-axis gyro 12 mounted on three orthogonal axes measures angular velocities about the X, Y, and Z axes. Here, the X-axis direction is the front of the apparatus (train), the Y-axis direction is the right side, and the Z-axis direction is the lower side. On the other hand, a triaxial accelerometer 13 attached to three orthogonal axes measures accelerations in the X, Y, and Z axis directions.
The coordinate conversion means 14 converts X, Y, Z coordinates into X H , Y H , D coordinates, and the X, Y, Z acceleration output from the triaxial accelerometer 13 is input to the coordinate conversion means 14. , X H , Y H , and D acceleration. Here, the train ahead on a horizontal plane X H, train right on the horizontal plane a Y H, and D and the earth center (vertical) direction.
[0011]
The coordinate transformation matrix of the coordinate transformation means 14 is changed every moment as the posture of the apparatus changes. The coordinate change matrix update value calculation means 15 calculates a change amount for changing the value of this matrix, and the matrix change amount corresponds to the change in posture, that is, the angular velocity, one-to-one, so that the three-axis gyro 12 Using the X, Y, Z angular velocity data, the matrix change is calculated. The calculated change is input to the coordinate conversion means 14, and the matrix value is updated every moment.
[0012]
The X H , Y H , D acceleration output from the coordinate conversion means 14 is input to the integration means 16, and the integration means 16 integrates the X H , Y H , D acceleration to output X H , Y H , D velocities. To do. Of these X H , Y H , and D speeds, the D speed is input to the integrating means 18 via the HPF (high pass filter) 17, and the integrating means 18 integrates the D speed to obtain the displacement amount in the vertical direction of the train. calculate. The HPF 17 cuts the DC component in order to avoid error divergence due to integration, and therefore the vertical displacement is the AC variation. Although not shown in the figure, HPF is similarly provided in the integrating means 16 in order to avoid error divergence due to integration.
[0013]
In this example, the speed sensor 19 is used to suppress the drift error of the three-axis gyro 12, and the speed output from the speed sensor 19 and the XH speed are input to the comparison means 21. The speed sensor 19 is configured to obtain the speed from the number of wheel rotations of the train, for example. Comparing means 21 calculates the X H speed obtained from acceleration, the difference between the speed of the speed sensor 19. Here, since the integration means 16 also integrates the error, the error of the X H speed obtained from the acceleration increases gradually, whereas the error of the speed sensor 19 can be ignored, that is, the speed of the speed sensor 19 Since the error does not increase with time, this difference indicates the error of the X H speed obtained from the acceleration.
[0014]
The main cause of this error is an error in the coordinate transformation matrix due to the error of the three-axis gyro 12. Accordingly, the calculated difference (X H error) is fed back to the coordinate transformation matrix update value calculation means 15 and an error in the X H speed is obtained. The coordinate transformation matrix is corrected so that the minute becomes zero. On the other hand, since it is a train, the Y H speed is an error as it is, and this Y H error is also fed back to the coordinate conversion matrix update value calculation means 15. Thereby, the error of a coordinate transformation matrix is suppressed.
[0015]
The posture angle (pitch angle) in the front-rear direction of the train with respect to the horizontal plane and the posture angle (roll angle) in the left-right direction are output from the pitch / roll calculation means 22. Since the coordinate conversion matrix in the coordinate conversion means 14 shows the relationship between the X, Y, Z coordinates and the X H , Y H , D coordinates, the pitch angle and the roll angle are obtained from this relationship.
According to the configuration described above, an accurate coordinate conversion matrix can be obtained, so that accurate X H , Y H , and D acceleration can be obtained, and accurate vertical displacement, pitch angle, and roll angle can be obtained. it can.
[0016]
FIG. 2 shows an embodiment of the accident detection apparatus according to the present invention, which is configured by using the inertia reference apparatus 11 described above. Various measured values and calculated values obtained by the inertial reference device 11 are input to the detection means 23. In the following, X H , Y H , and D acceleration are simply referred to as longitudinal, lateral, and vertical acceleration, and X, Y, and Z angular velocities are referred to as roll, pitch, and yaw rate. The vertical displacement amount is referred to as the vertical displacement amount.
[0017]
In this example, the longitudinal acceleration, lateral acceleration, vertical acceleration, roll rate, pitch rate, yaw rate, pitch angle, roll angle, and vertical displacement are used as parameters for grasping the train movement (state transition). Is input from the inertial reference device 11 to the detection means 23. And the detection means 23 detects the train accident occurrence from these input data. Accident detection is performed by comparing preset values and input data for these parameters. For example, if any of these parameters exceeds the set value, it is determined that an accident has occurred. To do.
[0018]
When the detection means 23 detects an accident, the detection means 23 outputs a detection signal, and the protection radio activation means 24 activates the protection radio 25 provided on the train based on the signal. Note that, for example, a relay contact signal is used to activate the protection radio 25 by the protection radio activation means 24.
According to the accident detection apparatus shown in FIG. 2, since the accident is automatically detected and the protective radio is automatically issued even in a situation where the crew cannot operate, the secondary accident can be prevented. . This accident detection device is mounted on at least the leading vehicle of the train. In addition, you may make it attach the inertial reference apparatus 11 which is a basic detection part to all the vehicles, for example.
[0019]
FIG. 3 shows an accident detection apparatus that automatically transmits various types of information to a central command station when an accident is detected through train radio installed in the train, in addition to automatic alerting of the protection radio. In this example, the current position of the train and train information are automatically transmitted together with the above-described data input to the detection means 23 when an accident is detected.
In this example, the current position of the train is represented by both the latitude and longitude obtained using the GPS 26 and the travel distance data from the distance meter 27 that obtains the travel distance from the base point by accumulating the number of wheel rotations of the train. The data is updated every moment and stored in the storage means 28.
[0020]
The train information includes, for example, a train number, a route, an operation section, and the like. In this example, the IC card 29 storing the train information is stored in the storage unit 28 when the crew member inserts and inputs the IC card 29 into the reader 31 before starting operation. The The current time obtained from the time measuring means 32 is also stored in the storage means 28.
When detecting the accident, the detecting unit 23 activates the protective radio starting unit 24 to activate the protective radio 25 as in the case of FIG. Further, the train radio activation means 33 is activated to activate the train radio 34 by, for example, a relay contact signal, and the voice switching means 35 is activated to switch the train radio audio signal from the microphone 36 to a digital signal. Thereby, train information such as position data, mileage data, time and train number stored in the storage means 28 is issued as accident information by the train radio 34, and from the inertial reference device 11 when an accident is detected at the same time. The various input data are reported as accident information. The accident information is an audio signal modulated by a frequency shift method.
[0021]
In this way, the accident information is automatically transmitted to the central command station by the train radio 34, so that the central command station side can know the train where the accident occurred, the position, etc. even if the crew member cannot report, and has been transmitted. It is possible to determine the accident state (accident mode) that occurred from the data. This makes it possible to take an accurate and quick measure.
[0022]
In addition, although the GPS 26 and the distance meter 27 are provided in the example shown in FIG. 3, the position can be specified by only one of them. Moreover, you may make it obtain the position of a train by the sign post (narrow area radio transmission equipment) installed on the ground, for example. The train position error may be reset by the station or the sign post in order to prevent the position error from being accumulated by the distance meter 27, that is, when the travel distance is obtained by integrating the wheel rotation speed and used as the position data. .
[0023]
FIG. 4 shows the accident detection device judging the accident mode such as derailment and collision based on the data obtained from the inertial reference device 11 and transmitting the accident mode instead of the data transmission. The detection means 23 in the apparatus is replaced with a detection determination means 37.
The detection determination means 37 detects the occurrence of an accident based on the data input from the inertial reference device 11, and determines the accident mode. Hereinafter, the determination of the accident mode will be described.
[0024]
Assumed accident modes include derailment, frontal collision with a car, side collision with a car, frontal collision with a train, rollover, rollover, climbing, dropping at a high place, and the like. The relationship between the accident mode, the state transition of the train, and the parameters indicating the state transition are expressed as follows, for example.
Figure 0003744641
Accordingly, the detection determination means 37 is set to any of, for example, a longitudinal acceleration, a lateral acceleration, a vertical acceleration, a roll rate, a pitch rate, a yaw rate, a pitch angle, a roll angle, and a vertical displacement input from the inertial reference device 11 in advance. The accident mode can be determined by determining whether the value has been exceeded or what combination of data has simultaneously exceeded the set value.
[0025]
According to the accident detection apparatus shown in FIG. 4, the protection radio is automatically issued when an accident occurs, and the accident mode is automatically notified to the central command center along with the position data and train information by the train radio. Can be grasped.
Or more at each of the embodiments described, the front and rear, right and left, X H vertical acceleration is in FIG. 1, Y H, but using D acceleration, X of the vehicle axis, for example, instead of this, Y, using the Z acceleration Is also possible. In this case, the gravitational acceleration component is included in the measured value when the train is on the uphill or downhill, and the accident detection setting is compared to the case where X H , Y H , D acceleration is used accordingly. Since the margin between the value and the measured value is reduced, the detection accuracy is inferior.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, since an accident is automatically detected and a protective radio is automatically issued even in a situation where the crew cannot operate, a secondary accident can be prevented.
Further, in the invention of claim 2, since various accident information is automatically notified to the center by train radio in addition to automatic issuance of protective radio, it is possible to take countermeasures accurately and promptly.
[0027]
Furthermore, in the invention of claim 3, since the accident mode is notified of what accident has occurred, it is possible to immediately grasp the accident situation.
According to the present invention, various data (detection parameters) corresponding to all accidents can be measured and obtained using a three-axis gyro and a three-axis accelerometer, that is, train state transitions are performed one by one. Since it is possible to accurately grasp, accurate accident detection can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an inertial reference device which is a basic detection unit in the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the invention of claim 1;
FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of the invention of claim 2;
4 is a block diagram showing an embodiment of the invention of claim 3. FIG.

Claims (8)

列車事故を検知するために列車に搭載される事故検知装置であって、
直交する3軸の加速度を測定する3軸加速度計と、
直交する3軸回りの角速度を測定する3軸ジャイロと、
それら3軸加速度計及び3軸ジャイロの測定値を用いて、上記列車の水平方向前方加速度、水平方向右方加速度、鉛直方向加速度、鉛直方向変位量及び姿勢角を演算する演算手段と、
その演算手段の演算値と、上記3軸加速度計及び3軸ジャイロの測定値とを用いて、上記列車の事故を検知する検知手段と、
その検知手段が事故を検知した時、上記列車に備え付けられている防護無線を起動する手段と、
を具備することを特徴とする事故検知装置。
An accident detection device mounted on a train to detect a train accident,
A three-axis accelerometer that measures orthogonal three-axis acceleration;
A three-axis gyro that measures angular velocities about three orthogonal axes;
Using the measurement values of the three-axis accelerometer and the three-axis gyro, calculation means for calculating the horizontal forward acceleration, the horizontal right acceleration, the vertical acceleration, the vertical displacement amount and the posture angle of the train,
Detecting means for detecting the train accident using the calculated value of the calculating means and the measured values of the 3-axis accelerometer and 3-axis gyro;
When the detection means detects an accident, a means for activating a protective radio installed in the train,
An accident detection device comprising:
列車事故を検知するために列車に搭載される事故検知装置であって、
直交する3軸の加速度を測定する3軸加速度計と、
直交する3軸回りの角速度を測定する3軸ジャイロと、
それら3軸加速度計及び3軸ジャイロの測定値を用いて、上記列車の水平方向前方加速度、水平方向右方加速度、鉛直方向加速度、鉛直方向変位量及び姿勢角を演算する演算手段と、
現在位置を得る手段と、
上記演算手段の演算値と、上記3軸加速度計及び3軸ジャイロの測定値とを用いて、上記列車の事故を検知する検知手段と、
その検知手段が事故を検知した時、上記列車に備え付けられている防護無線を起動し、かつ上記列車に備え付けられている列車無線を用いて上記演算手段の演算値、上記3軸加速度計及び3軸ジャイロの測定値、上記現在位置を列車番号と共に中央指令所に送信する手段と、
を具備することを特徴とする事故検知装置。
An accident detection device mounted on a train to detect a train accident,
A three-axis accelerometer that measures orthogonal three-axis acceleration;
A three-axis gyro that measures angular velocities about three orthogonal axes;
Using the measurement values of the three-axis accelerometer and the three-axis gyro, calculation means for calculating the horizontal forward acceleration, horizontal right acceleration, vertical acceleration, vertical displacement and posture angle of the train,
Means for obtaining the current position;
Detecting means for detecting an accident of the train using the calculated values of the calculating means and the measured values of the three-axis accelerometer and the three-axis gyro;
When the detection means detects an accident, it activates the protective radio provided to the train, and uses the train radio provided to the train to calculate the calculation value of the calculation means, the three-axis accelerometer, and 3 Means for transmitting the measured value of the axis gyro, the current position together with the train number to the central command station
An accident detection device comprising:
列車事故を検知するために列車に搭載される事故検知装置であって、
直交する3軸の加速度を測定する3軸加速度計と、
直交する3軸回りの角速度を測定する3軸ジャイロと、
それら3軸加速度計及び3軸ジャイロの測定値を用いて、上記列車の水平方向前方加速度、水平方向右方加速度、鉛直方向加速度、鉛直方向変位量及び姿勢角を演算する演算手段と、
現在位置を得る手段と、
上記演算手段の演算値と、上記3軸加速度計及び3軸ジャイロの測定値とを用いて、上記列車の事故を検知し、かつその事故モードを判定する検知判定手段と、
その検知判定手段が事故を検知した時、上記列車に備え付けられている防護無線を起動し、かつ上記列車に備え付けられている列車無線を用いて上記判定した事故モード及び上記現在位置を列車番号と共に中央指令所に送信する手段と、
を具備することを特徴とする事故検知装置。
An accident detection device mounted on a train to detect a train accident,
A three-axis accelerometer that measures orthogonal three-axis acceleration;
A three-axis gyro that measures angular velocities about three orthogonal axes;
Using the measurement values of the three-axis accelerometer and the three-axis gyro, calculation means for calculating the horizontal forward acceleration, the horizontal right acceleration, the vertical acceleration, the vertical displacement amount and the posture angle of the train,
Means for obtaining the current position;
Detection determination means for detecting an accident of the train and determining the accident mode using the calculation value of the calculation means and the measurement value of the three-axis accelerometer and the three-axis gyro,
When the detection / determination means detects an accident, it activates the protection radio provided to the train, and the accident mode and the current position determined using the train radio provided to the train together with the train number. Means to send to the central command office;
An accident detection device comprising:
請求項2乃至3記載のいずれかの事故検知装置において、
上記現在位置は緯度経度によって表され、その緯度経度をGPSを用いて得る構成とされていることを特徴とする事故検知装置。
The accident detection device according to any one of claims 2 to 3,
An accident detection apparatus characterized in that the current position is represented by latitude and longitude, and the latitude and longitude are obtained using GPS.
請求項2乃至3記載のいずれかの事故検知装置において、
上記現在位置は基点からの走行距離によって表され、その走行距離を上記列車の車輪回転数の積算によって得る構成とされていることを特徴とする事故検知装置。
The accident detection device according to any one of claims 2 to 3,
The accident detection device, wherein the current position is represented by a travel distance from a base point, and the travel distance is obtained by integrating the number of wheel rotations of the train.
請求項1乃至5記載のいずれかの事故検知装置において、
速度センサが設けられ、その速度センサより得られる速度により上記演算手段の演算誤差が抑制される構成とされていることを特徴とする事故検知装置。
The accident detection device according to any one of claims 1 to 5,
An accident detection apparatus, characterized in that a speed sensor is provided, and the calculation error of the calculation means is suppressed by the speed obtained from the speed sensor.
請求項6記載の事故検知装置において、
上記速度センサは上記列車の車輪回転数から速度を求める構成とされていることを特徴とする事故検知装置。
In the accident detection device according to claim 6,
An accident detection apparatus, wherein the speed sensor is configured to obtain a speed from the number of wheel rotations of the train.
請求項6記載の事故検知装置において、
上記速度センサはGPSを用いて構成されていることを特徴とする事故検知装置。
In the accident detection device according to claim 6,
An accident detection apparatus, wherein the speed sensor is configured using GPS.
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