JP5012568B2 - 列車接近警報システム - Google Patents

Description

本発明は列車接近警報システムに係り、特に列車の走行速度を把握し、接近速度に応じた適切なタイミングで警報を発する列車接近警報システムに関するものである。

鉄道施設では、列車運行の安全確保などを目的とした線路、及び設備などの保守点検作業が頻繁に行われている。作業が鉄道沿線及び線路内作業の場合では、列車見張り員を配置し、列車が一定距離まで接近した時点で作業休止，待避命令を発している。見張り員の目による警報発生から、近年、ＧＰＳの普及により作業員の位置をＧＰＳで補足し、運行管理システムで把握している列車位置との関連で警報を発するものが提案され、特許文献１などが公知となっている。
特許文献１では、鉄道線路の一閉塞区間を複数の区間に細分化し、それぞれの区間区分点を鉄道線路上のキロ程で表示する。そして、作業員が携行する端末からＧＰＳによる位置情報を、電子マップ上にプロットし、プロットした点から円を描いて所定の距離範囲があるかを判断し、列車が接近した場合に警報を発するようにしたものである。
特開２００５−４１２８４

特許文献１では、列車位置は運行管理システムからの情報によっているため、一閉塞区間内の何処に列車が在線しているかは把握できないため、閉塞区間が長いときなどでは必要以上に早い時期に警報が発せられる。また、駅での停車や、徐行運転などの場合にも、早い時期に警報をしてしまうこととなって警報が長時間にわたって鳴りっぱなしとなることも考えられ、警報装置の信頼性に疑問が生じると共に、待避時間が長くなることから、作業時間の確保に支障をきたす。
また、作業員の位置特定は、ＧＰＳからの電波を受信する携帯端末で検出されるプロット点から、電子マップ上の線路の区分点どうしを結んだ直線に対して下ろした垂線との交点を線路キロ程に換算しているので、警報装置での換算作業は煩雑となって警報発進にタイムラグが生じ、実際の警報発進時に列車位置がずれてしまう虞がある。これを防ぐためには、処理能力の高い高価な警報装置にする必要がある。

本発明が目的とするとこは、列車の停車や走行速度を把握し、接近速度に応じた適切なタイミングで警報を発する列車接近警報システムを提供することにある。

本発明の請求項１は、列車に搭載されたＧＰＳ機能付端末装置から発する列車位置情報と、見張り員が携行するＧＰＳ機能付端末装置から発する見張り員位置情報を、サーバ装置を有する指令所に入力し、入力された位置情報から列車が作業位置に接近したことを検出し、指令所から見張り員に対して列車接近警報を発信するものにおいて、
列車運行システムを連係した指令所に、列車位置監視部と、見張り員位置把握部、及び接近通知発信部を設け、
列車位置監視部は、列車運行システムの列車運行情報から軌道位置を把握し、且つ列車が特定位置通過後に列車位置の捕捉動作を開始して前記列車位置情報と予め記憶された線路キロ程から列車速度を求めると共に、列車位置情報と見張り員位置情報、及び列車速度とＧＰＳ測位レベルによる測位範囲の加算から警報連絡距離演算を実行し、
前記接近通知発信部は、列車速度、見張り員と列車位置情報から位置距離に換算した警報発生距離が所定距離となったとき、前記見張り員が携行するＧＰＳ機能付端末装置へ接近情報を送信するよう構成したことを特徴としたものである。

本発明の請求項２は、前記警報発生距離Ｌは、Ｌ（ｍ）＝（Ｋ＋Ｔ＋ＧＰＳ測位レベル）で求めることを特徴としたものである。
ただし、Ｋは列車速度、Ｔは列車位置の誤差範囲、又は測位不可能箇所位置、
本発明の請求項３は、前記列車位置の捕捉動作を開始する特定位置は、作業区間の最寄り駅の発車、若しくは通過位置であることを特徴としたものである。

本発明の請求項４は、前記見張り員が携行するＧＰＳ機能付端末装置へ送信する接近情報は、警報と振動による通知と、列車接近距離と列車名を有するメッセージであることを特徴としたものである。

以上のとおり、本発明によれば、指令所と列車運行システムとを連係し、警報を発生するための距離演算にあたっては、列車速度とＧＰＳによる位置信号を基に算出しているため、正確なる列車位置の捕捉と、作業区間への列車到達時間の演算精度の向上が可能となり、これにより、作業者へのタイミングのよい警報を発することで作業員の安全を確保しながら、作業中断時間の最適化が図られる。
また、トンネルなどＧＰＳ測位可能位置が存在する場合でも、列車運行システムによってバックアップができるため、測位距離の誤差発生による警報は抑制される。
さらに、列車が特定された所定位置の通過した時点から列車位置捕捉の演算が開始されるため、指令所に設置されるサーバの処理負担が軽減される。

図１は、本発明の実施例を示すシステムの構成図である。１は指令所で、この指令所１には列車位置監視部、見張り員位置把握部、列車が接近した時に信号を発信する接近通知発信部及びサーバ装置を備えている。２は列車運行システムで、指令所１と接続されて、列車番号（列車名）、発車駅、時間、及び軌道位置や距離、など列車接近監視に必要な列車運行情報が列車情報として指令所１に入力される。３は通信網、４は列車に搭載されたＧＰＳ装置で、列車の位置信号を通信網３を介して指令所１に送る。このＧＰＳ装置４の列車への搭載としては、列車に固定的に取り付けてもよく、或いは、運転手などの列車業務員がＧＰＳ機能付端末装置（携帯端末）として携行してもよい。５は作業区間での見張り員が携行するＧＰＳ機能付端末装置（携帯端末）で、通信網３を介して見張り員の位置信号を指令所１に送る。

線路内作業などに当たっては、見張り員からの現地到着の連絡を受けてから指令所１での監視が開始される。見張り員の位置情報はＧＰＳにより捕捉され、指令所１のサーバ装置を介して見張り員位置把握部によって把握される。
一方、列車の位置も同様にして捕捉されて指令所１の列車位置監視部に送られる。
列車位置監視部では、列車運行システム２からの列車運行情報に基づいて列車名や走行軌道が把握されており、ＧＰＳによる時々刻々変化する列車位置信号を基に走行速度や作業位置までの線路キロ程の換算のための演算が実行される。

すなわち、列車位置監視部は捕捉された列車位置と速度、見張り員との距離の算出は次のように行う。
作業位置に基づく閉塞区間は予め分かっていることから、列車が特定位置を通過したとき、例えば、作業位置から最寄りの駅を列車が発車、又は通過してから列車位置監視部による列車の接近位置監視動作を開始する。列車の在線上の位置は、列車に搭載されたＧＰＳ装置４の緯度経度による列車位置信号により把握し、且つ列車速度は、予め記憶された線路キロ程データと検出された列車位置信号から算出される。また、列車がＧＰＳ測位できないトンネルなどの測位不可能箇所に入ったときには、列車運行システムからの情報と直前の列車位置情報から在線位置を捕捉する。

列車の走行に伴って時々刻々変化するＧＰＳによる列車位置信号と、現地での見張り員が保持する携帯端末５からの位置信号、及び演算された列車の速度信号から、列車と見張り員との間の距離演算を行うが、その際、ＧＰＳ衛星の捕捉数によって測位精度に誤差がある。したがって、この誤差分も勘案して次式により警報発生距離Ｌを演算し、距離Ｌ（ｍ）となったときに、接近通知発信部を介して見張り員が保持する携帯端末５に警報を発する。
Ｌ（ｍ）＝（Ｋ＋Ｔ＋ＧＰＳゾーン）ｍ
ここで、Ｋは列車速度、Ｔは列車位置の誤差範囲、又はトンネルなどに伴うＧＰＳ測位可能位置
図２は警報発生距離Ｌの算出の概略図を示したもので、見張り員の位置するＧＰＳゾーンは１０〜１４０ｍが採られる。これは、「ＧＰＳ測位」ＧＰＳ衛星を４つ以上捕捉できた場合の平均誤差が約１０ｍ、「ハイブリッド測位」ＧＰＳ衛星を１〜３つ捕捉できた場合の平均誤差が約９０ｍ、「ＡＦＬＴ測位」ＧＰＳ衛星捕捉不可、基地局を３つ捕捉できた場合の平均誤差が約１４０ｍに基づくもので、これらは、見張り員の携帯する端末の性能機種により任意に設定される。
列車の接近警報発生タイミングは、速度と距離に合わせて発生されるが、例えば、列車と作業箇所の前後任意の閉塞区間までの距離が、列車速度１３０ｋｍ／ｈの場合には１４００ｍ手前、９０ｋｍ／ｈの場合には１１００手前、４５ｋｍ／ｈの場合には８５０ｍ手前のタイミングで警報信号を発することで、列車速度の如何に拘わらず、常に30秒〜1分後という所定時間の待避で見張り員の前を列車が通過することになる。

図３は、接近通知発信部から携帯端末５への通報及びメッセージ例で、メッセージとしては、列車の接近距離や列車番号（列車名）が伝送され、通報としては警報、又は警報と同時に振動によるサーバ装置を介して送信される。なお、警報はイヤホン装着で実施し、且つ接近通知の連絡着信の確認や、未確認の場合には再送信が実行される等、安全面を考量した運用が行われる。
作業が終了し、作業員が現地を引き上げたことをもって、指令所１による監視は終了する。

以上の本発明によれば、指令所と列車運行システムとを連係し、警報を発生するための距離演算に当たっては、列車速度とＧＰＳによる位置信号を基に算出しているため、作業区間を通過する列車のみの管理となることから、負荷となる対象列車数は抑制され、且つその対象列車の正確なる位置の捕捉と、作業区間への列車到達時間の精度が向上する。これにより、作業者へのタイミングのよい警報発信が可能となって作業員の安全場所への待避時間の確保、及び待避時間の無駄がなくなるものである。
また、列車が作業区間の最寄り駅など、特定された所定位置を通過、若しくは発車した時点から列車位置捕捉の演算が開始されるため、指令所に設置されるサーバの処理負担が軽減される。
さらに、列車位置捕捉時には、列車と見張り員との位置情報だけではなく、列車運行システムによる列車情報を基に算出していることから、トンネルなどに伴うＧＰＳ測位可能位置が存在する場合でも列車運行システムによってバックアップができ、また、列車位置と見張り員との距離が、直線による位置情報が短く、実際には線路が大きく曲線して実距離が長いような場合でも、測位距離の誤差発生による警報は抑制される。

本発明の実施形態を示すシステム構成図。 距離演算の概略説明図。 列車接近時の通報説明図。

符号の説明

１… 指令所
２… 列車運行システム
３… 通信網
４… 列車搭載ＧＰＳ装置
５… 見張り員携行のＧＰＳ装置

Claims (4)

1. 列車に搭載されたＧＰＳ機能付端末装置から発する列車位置情報と、見張り員が携行するＧＰＳ機能付端末装置から発する見張り員位置情報を、サーバ装置を有する指令所に入力し、入力された位置情報から列車が作業位置に接近したことを検出し、指令所から見張り員に対して列車接近警報を発信するものにおいて、
   列車運行システムを連係した指令所に、列車位置監視部と、見張り員位置把握部、及び接近通知発信部を設け、
   列車位置監視部は、列車運行システムの列車運行情報から軌道位置を把握し、且つ列車が特定位置通過後に列車位置の捕捉動作を開始して前記列車位置情報と予め記憶された線路キロ程から列車速度を求めると共に、列車位置情報と見張り員位置情報、及び列車速度とＧＰＳ測位レベルによる測位範囲の加算から警報連絡距離演算を実行し、
   前記接近通知発信部は、列車速度、見張り員と列車位置情報から位置距離に換算した警報発生距離が所定距離となったとき、前記見張り員が携行するＧＰＳ機能付端末装置へ接近情報を送信するよう構成したことを特徴とした列車接近警報システム。
2. 前記警報発生距離Ｌは、Ｌ（ｍ）＝（Ｋ＋Ｔ＋ＧＰＳ測位レベル）で求めることを特徴とした請求項１記載の列車接近警報システム。
   ただし、Ｋは列車速度、Ｔは列車位置の誤差範囲、又は測位不可能箇所位置、
3. 前記列車位置の捕捉動作を開始する特定位置は、作業区間の最寄り駅の発車、若しくは通過位置であることを特徴とした請求項１又は２記載の列車接近警報システム。
4. 前記見張り員が携行するＧＰＳ機能付端末装置へ送信する接近情報は、警報と振動による通知と、列車接近距離と列車名を有するメッセージであることを特徴とした請求項１乃至請求項３記載の何れかである列車接近警報システム。
   

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