JP4199226B2 - 保守用車自動停止装置 - Google Patents

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本願発明は、鉄道線路上を走行する車両特に保守用車両のための安全運転装置に関するものである。
従来、分岐器を備えた鉄道線路において、保守点検のために保守用車両を走行させ、特に夜間において転線させる場合に、該分岐器のトングレール部による開通方向が判別し難く、そのため該分岐器手前で保守用車両を一旦停止させ、目視により開通方向を確認してから保守用車両の走行を行っていたが、このような確認方法は、分岐器の開通方向を確認して保守用車を走行させるまでに時間を要し、作業効率が悪いばかりでなく、開通方向の誤認等により割り出し事故を誘発する等の恐れがあった。
この問題を解決するために、該分岐器のトングレール部の転換に連動して回転する表示板で開通方向を表示する方法が、特許文献1にて提案されているが、この回転表示板による方法は、機構が複雑であり、且つ夜間は視認し難く、満足のいくものではなかった。
そこで、太陽電池と蓄電池による独立電源を備え、トングレール部の動きを切り換えスイッチにより検出し、これによって分岐器の開通方向を、枕木上に設置した発光型表示器(発光体内蔵)の点滅発光により明示する方式が特許文献2及び3により提案されている。
この方式によれば、分岐器の開通方向は、保守用車両から比較的遠方より容易に識別でき、保守用車両の運行がより効率的に行えるようになるものである。但、あくまでも運転者の目視確認に頼るものであり、見落としや誤認等の人的ミスに起因する割出し事故を完全に防止することは困難であった。
この運転者による見落としや、誤認等の人的ミスによる割出し事故防止のため、特許文献4〜6において、電波を使用した自動停止機能を有する割出防止装置が提案されている。
しかし乍ら、これらの装置は、情報の伝達距離が短く、保守用車両に搭載した車上子が地上の枕木上に設置した地上子の直上を通過する時にのみしか分岐器の開通情報を伝達できないため、分岐器の進行方向が非開通で停止した場合、保守用車両の停止位置は、地上子の位置を通過してしまい、分岐器が転換されて、進行方向が開通状態となっても、その情報を停止中の車両に伝達することができず、停止状態を解除するためには、運転者が目視で分岐器の転換を確認しなければならない問題がある。このため、分岐器転換の誤認という人為的ミスを誘発する可能性を残している。また、保守用車両が地上子上を通過後に分岐器が転換されて非開通状態となった場合に、当該車両を非常停止させることができず、割出し事故となる可能性がある。
また、特許文献7では、保守用車両にカメラを搭載し、枕木上に設置した地上子により分岐器から一定の距離に保守用車両が到達した際に、該搭載カメラを自動的に分岐器のトングレールを撮影し、画像処理によりその形状を自動判断し、進行方向の開通、非開通を判断する装置が提案されている。この方式では、画像処理のため、積雪時や降雨時に正確に分岐器の開通,非開通を判断することが困難である他、分岐器が非開通で停止した後、該分岐器が転換されて開通状態になったことを確認すためには、停止位置が該保守用車両の進行速度等により一定でないため、搭載カメラを手動操作で分岐器に向ける必要がある上、該分岐器の開通、非開通の判断は運転者の目視に頼らざるを得ないため、分岐器転換の誤認という人為的ミスを誘発する可能性を残している。また、上記特許文献4〜6と同様に、保守用車両が地上子上を通過後に分岐器が転換されて非開通状態となった場合に、当該車両を非常停止させることができず、割出し事故となる可能性を残したものとなる。
この問題の解決策として、特許文献8において、該保守用車進路確認装置の設置された分岐器に関し、車両の前後端に隣接線路まで到達しない極めて低出力の検知用送信機を搭載した保守用車両が、当該検知用送信機から電波を送信しつつ分岐器に接近する場合に、保守用車両の制動に必要な距離だけ分岐器から離れた軌間内に設置し、その送信電波を受信して該保守用車の通過位置情報を取得する検知用受信機上を通過すると、その通過位置情報と該保守用車進路確認装置から得られる分岐器の開通方向に関する情報から該保守用車両の進行方向が開通状態(進行可能)か非開通状態(進行不可能)かを判断し、地上送信機から電波により該保守用車両内に設置する受信機に送信することにより、該保守用車両の進行方向が非開通時には、警告表示とともに制動信号を送出し、保守用車両に自動制御をかけることができる「保守用車分岐器停止装置」が提案されている。
この提案では、該保守用車両に対し送信する地上送信機に特定小電力無線機を使用することにより、該保守用車両の進行方向が非開通のため強制停止した場合にも、分岐器の転換情報の伝達が容易となり、運転者の目視確認に頼ることなく、制動を解除できるものとなり、併せて保守用車両が地上子上を通過後に分岐器が転換されて非開通状態となった場合にも、当該車両を自動停止させることができ、割出し事故を未然に防止できるものとなる。
しかし乍ら、この方式では、制動距離を考慮し、分岐器から地上の検知用受信機までの間約60mを有線で接続する必要があり、設置及び維持管理に多大な労力を要するとともに、枕木交換等の保線作業における装置の取外し及び再設置にも多大な労力を要するばかりでなく、誤配線等による誤動作を誘発させる可能性がある。また、上記してきた全ての方式は、一般の分岐器にのみ対応可能であり、「横取り装置」や「車輪止め装置」の着脱状態により、保守用車両の進行を制御することはできないものであった。
実開平03−50601号公報 特開平06−227399号公報 特開平07−215215号公報 特開平09−048348号公報 特開平11−227604号公報 特開平11−227606号公報 特開2003−2200号公報 特開2004−142491号公報
本願の発明は、上記従来の課題を解決して、地上装置の配線を無くし設置及び維持管理が容易で、保守用車両の進行方向が非開通時には、自動制動をかけることができるとともに、該保守用車両の進行方向が非開通のため自動停止した場合にも、分岐器の転換情報の伝達が可能で、運転者の目視確認に頼ることなく制動を解除でき、併せて保守用車両が地上子上を通過後に分岐器が転換されて非開通状態となった場合にも、当該車両を自動停止させることにより、割出し事故を未然に防止できるとともに、一般の分岐器だけではなく、「横取り装置」や「車輪止め装置」の着脱状態により、保守用車両の進行を制御することができるシステムを提供することにある。
本願発明は、請求項1に記載の通り、地上装置は、鉄道線路における分岐器の開通方向を検知する検知手段と、該検知手段からの分岐器の開通方向情報を、保守用車両の車内制御ボックスとの間で無線方式により伝達する送受信機を備えた地上制御ボックスと、分岐器の後端位置に設置され、予め分岐器の通過位置情報を書き込んだRF−IDタグ内蔵の地上子とを有し、保守用車両は、前記地上子の直上を通過するとき、該地上子に書き込まれた分岐器の通過位置情報を読み取る読取り装置及びその分岐器の通過位置情報を、前記地上制御ボックスとの間で無線方式により伝達する送受信機を搭載して成り、地上制御ボックスの送受信機と車内制御ボックスの送受信機との間で行われる情報伝達により、保守用車両が分岐器の後方向から進入する際に得られる分岐器の通過位置情報と地上制御ボックスからの分岐器の開通方向情報とを車内制御ボックスにおいて対比判断し、その判断が不整合と判断したときに、自動的に保守用車両に制動をかけることを特徴とする保守用車自動停止装置に存する。
更に本願発明は、請求項2に記載の通り、上記本発明装置において、保守用車両の制動状態は、分岐器の転換に伴う新たな分岐器の開通方向情報を受信した地上制御ボックスからの車内制御ボックスに対する情報伝達に基づいて行われる確認操作により解除されることを特徴とする。
更に本願発明は、請求項3に記載の通り、上記本発明装置において、地上制御ボックス内蔵の送信機から保守用車両に搭載する車内制御ボックス内蔵の受信機へ情報伝達する手段として、特定小電力無線を使用し、且つ、保守用車両が地上子上を通過する際に地上子から得られる分岐器の通過位置情報を車内制御ボックス内蔵の送信機から地上制御ボックス内蔵の受信機へ伝送する手段として、特定小電力無線を使用したことを特徴とする。
更に本発明は、請求項4に記載の通り、上記本発明装置において、分岐器の開通方向の検知手段は、分岐器の開通動作に伴う動作杆の伸縮動を非接触形スイッチで検知するようにしたことを特徴とする。
更に本発明は、請求項5に記載の通り、上記本発明装置において、RF−IDタグに、分岐器の通過位置情報の他に、分岐器の識別番号情報及び/又は分岐器の区分情報を書き込んで成ることを特徴とする
本願発明に係る請求項1によれば、保守用車両の軌道上の通過位置情報と分岐器の開通方向情報とを、通信手段を介して相互に伝達し、保守用車両において受信した前記2つの情報から進行方向の開通,非開通を判断して、分岐器の後端位置からの進入において、進行方向が非開通の場合、自動的に保守用車に制動をかける構成であるので、保守用車の操作員の見落としによる割出し事故の発生を未然に防止することができる。また、保守用車両の軌道上の通過位置情報を得るための地上子として無電源のRF−IDタグを使用することにより、有線での電気的接続を不要とし、更に、当該地上子を軌間内枕木上の任意の位置に容易に設置することができるため、地上装置の設置及び維持管理が極めて容易になる利点を有する。
また、請求項2に係る発明によれば、停止状態にする保守用車の制動は、運転者の確認操作によって初めて解除されるので、運転者の同意なしに、勝手に制動が解除されることによる危険を防止することができ、また、分岐器の開通方向情報が、常に車内制御ボックスに対し伝達されるので、保守用車両が地上子を通過後に分岐器が転換されて非開通状態となった場合にも、当該車両を自動停止させることにより、割出し事故を未然に防止できる。
また、請求項3に係る発明によれば、有線での電気的接続を不要としているので構成が簡単である。
また、請求項4に係る発明によれば、検知手段を非接触形スイッチで行うようにしたので、円滑に作動し、且つ耐用寿命の向上をもたらす。
また、請求項5に係る発明によれば、地上制御ボックスと車内制御ボックスとの間で伝達する確認情報が多いので、信頼性の高い装置を提供することができる
以下、図面に基づいて、本願発明の最良の実施形態例を詳述する。
図1は、一般分岐器の場合の地上装置の配置関係を示す平面図である。参照符号1は地上制御ボックス、2は分岐器Aの作動モーター、3は作動モーター2の動作杆、4は分岐器Aの作動モーター2の動作杆3に取り付けられ、分岐器Aの開通に伴い一定位置を伸縮動する該動作杆3の動きを検出する検知部を示す。地上制御ボックス1は、通過中の保守用車両との間で無線方式での情報の伝達可能な送受信装置と制御装置を内蔵する。検知部4の検知信号は、有線を介して電気的に接続された地上制御ボックス1に内蔵の制御回路に伝達され、それによって該分岐器Aの開通方向情報が得られる。
この地上制御ボックス1は、通過中の保守用車両との間で無線方式での情報伝達が可能な送受信機及び予め分岐器Aの識別番号及び分岐器区分を入力した制御回路を内蔵しており、太陽電池と蓄電池から成る独立電源方式により、分岐器Aの作動モーター2から有線で接続できる場所に在り、日中、太陽光が十分に照射される場所であれば、どこに設置しても良い。
また、分岐器Aの前端から前方に直線状に延びる進路Xにおける前記分岐器A寄りの先端付近の枕木上には、前端用地上子5を設置し、該分岐器Aの後端から夫々後方に直線状乃至屈曲状に伸びる進路Y及びZ方向における分岐器Aから車両の制動距離を十分に考慮した距離、例えば100m程度離れた位置の軌間内枕木上には、後端用地上子6を設置するものとする。これらの地上子5,6には、予め該分岐器Aの識別番号情報及び分岐器区分情報並びに通過位置情報を書き込んだRF−IDタグを収納しており、保守用車両7が地上子5,6の直上を通過するとき、RF−IDタグの情報が保守用車両7に搭載の車内制御ボックス内蔵の制御回路に無線方式で伝達される。
図2は、保守用車両に搭載した車上装置の配置関係を示す図である。同図で、7は保守用車両を示す。保守用車両7の車体の下部に、RF−ID用のアンテナ8を枕木面から例えば30cm程度離れた位置に水平に設置し、且つ、該保守用車両7の車内に設置したスキャナ10と有線(同軸ケーブル)9で電気的に接続されている。該スキャナ10は、アンテナ8を経由して、該地上子5,6内蔵のRF−IDタグから情報を読み取るためのマイクロ波を送出するとともに、その読み取った情報を、前記スキャナ10と有線9で電気的に接続された車内制御ボックス12に伝達する。
図5は、車内表示ボックス11の詳細な表示構成を示しており、18は電源の表示部、19は検知部4からの開通情報を示す表示部、20は検知部4からの非開通情報を示す表示部、21は本発明装置に係るシステムの作動状態を示す表示部、22は車内制御ボックス12における送信機の送信状態を示す表示部、23は、故障の有無を示す表示部、24は横取り装置の着脱状態を示す表示部、25は車輪止め装置の着脱状態を示す表示部であって、そのいずれの表示部も点灯表示による場合を示している。
前記車内制御ボックス12には、保守用車両7を特定する保守用車両の識別番号が設定されており、更に、前記地上制御ボックス1との間で無線方式での情報の伝達が可能な送受信装置及び制御回路を内蔵している。地上制御ボックス1からの情報により、分岐器Aの開通情報を判断して、その結果を有線で電気的に接続された車内表示ボックス11に表示するものとする。また、保守用車両7には、制動装置13が搭載してあり、保守用車両7の進入している方向が非開通の場合、車内制御ボックス12から該保守用車両7を自動制動するための制動信号が、有線を介して制動装置13に伝達される。
次に、上記したシステムの動作について説明する。
昼間、夜間に拘わらず、保守用車両7が、該保守用車両7に搭載したアンテナ8からマイクロ波を送信しつつ、図1で示すように、分岐器Aの後方に延びるY又はZ方向から分岐器Aに向かって進入し、該アンテナ8が地上子6の直上を通過すると、該地上子6はマイクロ波を受信し、そのエネルギーを用いて、これに内蔵のRF−IDタグに予め書き込まれている分岐器の区分情報、即ち、トングレールを転換する一般分岐器からの情報或いは横取り装置か或いは車輪止め装置からの情報及び分岐器Aを特定する識別番号情報並びに分岐器の通過位置情報を該アンテナ8に向けて送信する。
この分岐器Aの分岐器区分情報及び分岐器識別番号情報並びに通過位置情報は、該アンテナ8を経由して有線(同軸ケーブル)9によりスキャナ10に伝達され、情報処理された後、同じく有線9により車内制御ボックス12へ伝達される。該車内制御ボックス12では、この分岐器区分情報及び分岐器識別番号情報並びに通過位置情報が伝達されると、予め該車内制御ボックス12に設定されている保守用車両の識別番号情報と併せて、例えば特定小電力無線方式の内蔵送信機により、地上制御ボックス1へ送信する。この送信電波を該地上制御ボックス1に内蔵の例えば特定小電力無線方式の受信機が受信すると、これに内蔵の受信制御回路内において受信した分岐器区分情報及び分岐器識別番号が、予め前記地上制御ボックス1に読み込まれている分岐器区分情報及び分岐器識別番号と一致するか否かを判断し、一致していない場合は、他の分岐器への情報と判断して何も動作せず、一致する場合は、これらの情報の他、同電波に含まれている保守用車両の識別番号と分岐器Aの通過位置情報を記憶すると同時に、前記検知部4から得られた分岐器の開通方向情報を記憶する。
また、地上制御ボックス1内部では、車内制御ボックス12から得られた分岐器の通過位置情報と、検知部4から得られた開通方向情報とを比較し、該保守用車両7の進行方向が開通状態か非開通状態かを判断し、その状態が識別できる開通−非開通の情報を作成すると、記憶された保守用車両識別番号、分岐器区分情報、分岐器識別番号情報及び通過位置情報は、分岐器開通方向情報と共に、例えば特定小電力無線方式の内蔵送信機により、該車内制御ボックス12へ送信する。
この送信電波を、車内制御ボックス12内蔵の例えば特定小電力無線方式の受信機が受信すると、受信制御回路内において、受信した保守用車両識別番号が、予め該車内制御ボックス12に読み込まれている保守用車両識別番号と一致するか否かを判断し、一致していない場合は、他車両への情報と判断して何も動作せず、一致する場合は、これらの情報の他、同電波に含まれる分岐器区分情報、分岐器識別番号情報、通過位置情報及び分岐器開通方向情報並びに開通−非開通情報を記憶する。
この後、該車内制御ボックス12では、記憶された分岐器の開通位置情報と開通方向情報を比較し、該保守用車両7の進行方向が開通状態か非開通状態かを判断し、その状態が識別できる開通−非開通情報を作成すると、先に該地上制御ボックス1から送信された開通−非開通情報とを照合し、結果が不一致の場合はシステム異常と判断し、車内制御ボックス11の故障表示ランプ23及び非開通ランプ20を点灯させると共に、制動装置13に対し制動信号を送出して、該保守用車両7に自動制動をかける。
尚、この場合、車内制御ボックス12にスピーカーを内蔵することにより、例えば「機器の故障です」等の音声にて制動理由を知らしめることも可能である。
また、上記照合の結果が開通で一致した場合は、車内表示ボックス11の開通ボタン19を点灯させることにより、進行する方向が開通状態であることを表示し、制動信号は送出しない。
一方、上記照合結果が非開通で不一致の場合は、該車内表示ボックス11の非開通ボタン20を点灯させると共に、制動装置13に対し制動信号を送出して、該保守用車両7に自動制動をかける。尚、この場合、該車内制御ボックス12にスピーカーを内蔵することにより、例えば「分岐器が非開通です」等の音声にて制動理由を知らしめることが可能である。
前記保守用車両7の進行方向が非開通で自動制動がかかり停止した場合、その制動を解除する手法は以下の通りである。
地上制御ボックス1では、該保守用車両7が分岐器Aを通過(前端X方向に設置された前端地上子5上を通過)するまで、常時分岐器Aの開通方向情報を監視し、開通方向が変化した場合には、上記の無線方式にて地上制御ボックス1から車内制御ボックス12へ伝達する。
この情報を受けた車内制御ボックス12では、分岐器Aの転換を知得し、非開通状態は解除され、開通状態となったことを認識し、該車内表示ボックス11の非開通ランプ20を消灯させ、開通ボタン19を点滅させる。但、この段階では制動は解除されず、運転者が点滅している該開通ボタン19を押すことにより、制動が解除され、該開通ボタン19が連続点灯に変化する。
また、保守用車両7の進行方向が開通状態で、走行中に分岐器Aが転換されて非開通状態となった場合は、該車内表示ボックス11の開通ボタン19が消灯し、非開通ボタン20が点灯すると共に、制動装置13に対し、制動信号を送出することができる。
尚、該保守用車両7が分岐器前端X方向から進入する場合は、前端地上子5上を通過しても、後端地上子6上を通過しても全く反応せず、車内表示ボックス11の表示も変化しないものとする。
上記は一般分岐器Aを通過する場合の動作を述べたが、分岐器区分情報が横取り装置又は車輪止め装置の装着状態の有無を示す場合、地上制御ボックス1から送信される分岐器区分情報と、RF−IDタグにより書き込まれた車内制御ボックス11からの分岐器区分情報とが照合され、その照合により、分岐器区分情報が不一致の場合に制動信号が送出して、該保守用車両に自動制動がかかり、その区分情報が一致して横取り装置を通過する場合は、該車内表示ボックス11の横取り表示ボタン24を点灯させ、また、車輪止め装置を通過する場合は、該車内表示ボックス11の車輪止め表示ランプ25を点灯させることにより、運転者が通過中の分岐器の区分情報を目視で識別できるものとなる。
分岐器Aの開通方向の検知手段は、即ち、分岐器Aの作動モーター2の動作杆3の伸縮動を検知する検知手段は、磁気スイッチなどの非接触形スイッチやリミットスイッチなどにより検知する。
非接触形スイッチを用いて検知する好ましい実施の1例を以下に詳述する。
図3は、分岐器Aの作動モーター2の動作杆3が引き出された伸長状態、即ち図1に示す分岐器Aが左側開通(Z方向が開通)している状態を示しており、この場合、該動作杆3の先端に取付けた磁石15は、該磁石15により動作する左右1対の磁気スイッチ16,17のうちの一方の磁気スイッチ16の直下にあり、該磁気スイッチ16がON、他方の磁気スイッチ17がOFFとなっている。
図4は、分岐器モーター2の動作杆3が引き込まれた収縮状態、即ち図1に示す分岐器Aが右側開通(Y方向が開通)している状態を示しており、この場合、動作杆3の先端に取付けた磁石15は、該磁石15により動作する他方の磁気スイッチ17の直下にあり、該磁気スイッチ17がON,一方の磁気スイッチ16がOFFとなっている。
この左右1対の磁気スイッチ16,17のON,OFF状態を有線にて前記地上制御ボックス1に伝達することによって、分岐器Aの開通方向情報を記憶するものである。
横取り装置及び車輪止め装置の着脱状態の検知手段も、上記の分岐器Aで用いたと同じ、非接触型形スイッチや接触形スイッチにより行うようにすることが好ましい。
地上装置の配置関係を示す図。 車上装置の配置関係を示す図。 分岐器の動作杆の伸長状態における図1示のZ方向が開通した状態この開通方向を非接触スイッチにより検知する検知器との関係を示す図。 分岐器の動作杆の収縮状態における図1示のY方向が開通した状態この開通方向を非接触スイッチにより検知する検知器との関係を示す図。 車内表示ボックスの表示構成図。
符号の説明
A 分岐器
1 地上制御ボックス
2 分岐器モーター
3 動作杆
4 検知部
5 前端地上子
6 後端地上子
7 保守用車両
8 アンテナ
9 同軸ケーブル
10 スキャナ
11 車内表示ボックス
12 車内制御ボックス
13 制動装置
15 磁石
16 磁気スイッチ
17 磁気スイッチ

Claims (5)

  1. 地上装置は、鉄道線路における分岐器の開通方向を検知する検知手段と、該検知手段からの分岐器の開通方向情報を、保守用車両の車内制御ボックスとの間で無線方式により伝達する送受信機を備えた地上制御ボックスと、分岐器の後端位置に設置され、予め分岐器の通過位置情報を書き込んだRF−IDタグ内蔵の地上子とを有し、保守用車両は、前記地上子の直上を通過するとき、該地上子に書き込まれた分岐器の通過位置情報を読み取る読取り装置及びその分岐器の通過位置情報を、前記地上制御ボックスとの間で無線方式により伝達する送受信機を搭載して成り、地上制御ボックスの送受信機と車内制御ボックスの送受信機との間で行われる情報伝達により、保守用車両が分岐器の後方向から進入する際に得られる分岐器の通過位置情報と地上制御ボックスからの分岐器の開通方向情報とを車内制御ボックスにおいて対比判断し、その判断が不整合と判断したときに、自動的に保守用車両に制動をかけることを特徴とする保守用車自動停止装置。
  2. 保守用車両の制動状態は、分岐器の転換に伴う新たな分岐器の開通方向情報を受信した地上制御ボックスからの車内制御ボックスに対する情報伝達に基づいて行われる確認操作により解除されることを特徴とする請求項1に記載の保守用車自動停止装置。
  3. 地上制御ボックス内蔵の送信機から保守用車両に搭載する車内制御ボックス内蔵の受信機へ情報を伝達する手段として、特定小電力無線を使用し、且つ、保守用車両が地上子上を通過する際に地上子から得られる分岐器の通過位置情報を車内制御ボックス内蔵の送信機から地上制御ボックス内蔵の受信機へ伝送する手段として、特定小電力無線を使用したことを特徴とする請求項1又は2に記載の保守用車自動停止装置。
  4. 分岐器の開通方向の検知手段は、分岐器の開通動作に伴う動作杆の伸縮動を非接触形スイッチで検知するようにしたことを特徴とする請求項1,2又は3に記載の保守用車自動停止装置。
  5. RF−IDタグに、分岐器の通過位置情報の他に、分岐器の識別番号情報及び/又は分岐器の区分情報を書き込んで成ることを特徴とする請求項1,2,3又は4記載の保守用車自動停止装置。
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CN107284474A (zh) * 2016-03-30 2017-10-24 宝山钢铁股份有限公司 冶金铁路机车车辆的主动定位方法
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